Am Rande des Unmöglichen

Das Gießen von 260 Meter langen Spannweiten direkt in der Luft, 64 Meter über dem Trysfjorden, ist bis an die Grenze des Machbaren gegangen .

NORWEGEN Sie befindet sich 64 Meter über dem Meeresspiegel in perfektem Gleichgewicht. Die Trysfjord-Brücke wird bald ein wichtiges Teilstück der vierspurigen Autobahn sein, die die Fahrzeit auf dem Abschnitt Kristiansand-Stavanger halbieren wird.

Text: Håkon Bonafede Fotos: AF Gruppen

Schon während der Fahrt mit dem provisorischen Alimak-Aufzug an der Außenseite des westlichen Brückenturms entlang bekommt man eine Vorstellung davon, wie weitläufig die Brückenkonstruktion ist . Nach dem Verlassen des klappernden Gitteraufzugs betreten wir eine Art riesiges Flugzeugträgerdeck aus Beton . Die unfertige Konstruktion sieht derzeit aus wie ein riesiges "T" .

In 64 Metern Höhe über dem Trysfjorden, zwischen Kristiansand und Mandal, entsteht derzeit eine 100 km/h schnelle, vierspurige Autobahn . Im Herbst 2022 soll die Brücke eröffnet werden und ein wichtiges Bindeglied der Autobahn E39 zwischen Kristiansand und Ålgård darstellen .

Einer der größten in Norwegen

Die beiden Brückentürme wurden in einem kontinuierlichen Gleitgussverfahren in etwa 15-20 Tagen hergestellt - übrigens das gleiche Verfahren, das auch für den Bau der Condeep-Betonplattformen in der Norwegischen See verwendet wurde . Die eleganten Sanduhrfiguren sind nicht nur eine Quelle des Stolzes für die Ingenieure . Durch die Kürzung der Türme in der Mitte ohne Abstriche bei der Festigkeit wurde auch Beton eingespart und ein positiver Beitrag zur Umweltbilanz geleistet .

Das T-förmige Brückendeck ist am westlichen Turm bereits 126 Meter lang und wird auf jeder Seite um 20 Meter pro Monat erweitert . Die Brücke ist eine der größten in Norwegen, die im Freivor-

bauverfahren gebaut wurde . Das bedeutet, dass an jedem der vier Enden ein Schalwagen steht, der jedes Mal, wenn ein fünf Meter langer Abschnitt bewehrt und fertig gegossen ist, weiter auf dem Brückendeck ausrollt . Diese Methode gewährleistet auch, dass die Brücke während des Baus völlig selbsttragend ist . Allerdings müssen die Betonierarbeiten an jedem Ende im gleichen Rhythmus ausgeführt werden, damit die Konstruktion im Gleichgewicht bleibt .

Ganz oben

Im nächsten Sommer sollen sich die beiden Brückenteile in der Mitte des Fjords treffen . Die fertige Brücke wird 537 Meter lang sein, mit einer Spannweite von 260 Metern zwischen den Brückentürmen . Die freitragende Bauweise ist für Spannweiten bis zu 300 Metern geeignet, was bedeutet, dass die Ingenieure hier an die Grenzen dessen stoßen, was mit dieser Bauweise erreicht werden kann .

"Einzigartig ist hier, dass die langen Betonteile elastisch werden . Durch ihr Gewicht sinken sie allmählich zur Mitte hin ab, bevor wir sie miteinander verbinden können . Da die westliche Brückenspur zuerst fertiggestellt wird, müssen wir eine vierdimensionale Planung durchführen, bei der auch die Zeit eine Rolle spielt", erklärt Asbjørn Stålesen, Projektleiter bei Kruse Smith . Ohne die Streben auf jeder Seite, die an Land und im Meeresboden verankert sind, würde das Bauwerk bei Wind einen halben Meter in einer Achterform schwanken . Das zeigt, wie elastisch die Betonstruktur ist . "Wir nennen die Streben die "Seekrankheitsstreben" . Ohne sie wäre es unmöglich gewesen, in der Höhe zu arbeiten", fügt er hinzu .

Millimeter-Spannen

Wenn die beiden Brückenfelder Mitte nächsten Jahres zusammengefügt werden, nachdem sie 130 Meter aus ihren jeweiligen Brückentürmen herausgefahren sind, wird die Fehlertoleranz weniger als 40 Millimeter betragen - und das, obwohl die Brücke ganz ohne Papierzeichnungen gebaut wurde . (Fortsetzung auf Seite 16)

WAS IST DIE METHODE DES FREIEN AUSLEGERS?

Bei der Methode des freien Auslegers wird das Wachstum in Schritten von etwa 5 Metern von den Türmen auf jeder Seite ausgeglichen. Nach dem Gießen und Aushärten wird der Zug zum nächsten Schritt bewegt und für das Gießen vorbereitet. Die Brückendecks wachsen insgesamt 130 Meter von jedem Turm aus, um sich an der exakten Stelle in freier Luft mit einer Toleranz von 40 mm zu treffen.

Dies erfordert ein exaktes Bautempo und ein Gleichgewicht durch eine maßgeschneiderte Betondichte. Während des Baus wird das Brückendeck starken Windlasten ausgesetzt sein. Die Bauphase ist die kritischste Phase in der Lebensdauer der Brücke. Zur Versteifung der Brücke während der Bauphase, zur Bewältigung der Windlasten und zur exakten Einhaltung der Termine wird die Konstruktion durch Stahlstreben gestützt, die nach der Bauphase wieder entfernt werden.

Eine der Herausforderungen bei einer solchen Konstruktion besteht darin, die Türme an einem optimalen Standort zu positionieren. Ein geringerer Abstand zwischen den Türmen verringert die Hauptspannweite und senkt natürlich die Kosten, aber das würde bedeuten, dass die Türme im Meer stehen. Leichtbeton wird die Länge der Hauptspannweite vergrößern und damit die Baukosten erheblich senken. Ein weiteres Problem ist das Gleichgewicht der Brückenspannweite, die von jedem Turm aus in zwei Richtungen wächst. Leichtbeton ermöglicht es, die Hauptspannweite und die Nebenspannweite leichter auszugleichen. Der dritte Grund für die Verwendung von Leichtbeton ist das geringere Moment und die geringere Kraft, die in den Türmen während der Auskragung der Spannweite absorbiert werden müssen. Ein Beton mit normaler Dichte wird aufgrund seines höheren Gewichts ein wesentlich höheres Moment bewirken, was die Größe des Kragarmkastens beeinflusst.

Im Allgemeinen führt die Verwendung von LWAC zu einer schlankeren und kosteneffizienteren Konstruktion mit einem geringeren Gesamtverbrauch an Beton und damit auch zu einer umweltfreundlicheren Konstruktion. Die norwegischen Konstrukteure sind mit der Verwendung von LWAC für Brücken mit großer Spannweite so vertraut, dass die alternative NDC nicht einmal für die mittlere Spannweite berechnet wurde.

Gesamtlänge:

537 m Länge der Hauptspannweite: 260 m Verstärkung: 4000 t Beton C 55: 10000 m³ Beton C 65: Beton LC 55/60 D 2,0 2000 m³ 8000 m³

Eigenschaften des Betons

Es wurden die Betone C 55 und C 65 mit normaler Gesteinskörnung und LC 55/60 D 2,0 mit leichter Gesteinskörnung verwendet. Die Festigkeit bezieht sich auf Würfel von 100x100 mm.

Mischungsverhätlnis: Zement (STD FA) Kieselerde Sand (trocken) Leca 800 4-12 mm Wasser

430 kg/m³ 38 kg/m³ 750 kg/m³ 500 kg/m³ 180 litres. Fließmittel 3 kg/m3 Luftporenbildendes Zusatzmittel 0,3 kg/m³ Retarder 1 kg/m³ w/(c+2s) (effectiv) 0,36 Mechanische Eigenschaften LWAC: Mittlere Festigkeit fc,mean 70,4 MPa Charakteristische Festigkeit fck 64,1 MPa Standardabweichung 4,4 MPa Dichte 28d cubes 1940 kg/m3 Dichte im entformten Zustand 1931 kg/m3 Schüttdichte Leca 800 825 kg/m3 Teilchendichte Leca 800 1450 kg/m3

Bas Øystein Austjore lässt sich nicht von der Tatsache beeindrucken, dass unter ihm etwas mehr als 60 Meter Luft ist .

"Wir haben sie zweimal gebaut . Das erste Mal in einem dreidimensionalen digitalen Modell, bevor wir Ende 2018 mit den eigentlichen Arbeiten begonnen haben", sagt Stålesen .

Das Prinzip nennt sich Building Information Modelling (BIM) . In dem digitalen Modell können alle am Bau Beteiligten Informationen austauschen und durch ein virtuelles Modell des fertigen Bauwerks spazieren .

BIM-Ingenieur Herman Horsle von AF Gruppen hat sein Mobiltelefon mit einer GPS-Antenne verbunden, die die Position auf zwei Zentimeter genau bestimmt . Auf dem Bildschirm schwebt die fertige virtuelle Brücke als halbtransparente Schicht über dem eigentlichen Bauwerk . Dort, wo die Brücke endet, kann er sehen, wie sich die virtuelle Autobahn auf der anderen Seite in den Himmel fortsetzt .

"Es ist viel kosteneffizienter, etwaige Unstimmigkeiten in einem so frühen Stadium zu erkennen und es verringert das Risiko von Fehlern und Lücken erheblich", sagt er .

Betonkathedrale

Insgesamt 15 Männer arbeiten in langen Schichten hier oben in der Höhe . Einige verankern Stahl an der Bewehrung, während eine Gruppe aus dem fernen Laos die Schalungswagen bedient . Während die Brückenspannweite erweitert wird, wird der Beton mit Radladern zum Betonierplatz transportiert . Sie werden die ersten Fahrzeuge sein, die die Ehre haben, hier hochzufahren .

Die Herausforderungen der Reisebeschränkungen und langen Quarantänezeiten wurden durch längere Schichten und weniger Reisen überwunden . Die polnischen Verstärkungstrupps sind seit fünf Monaten ohne Unterbrechung vor Ort und warten nun darauf, dass das nächste Team seine Quarantänezeit beendet und die Arbeiten übernimmt . Die laotischen Arbeiter sind bis zu einem Jahr am Stück von zu Hause weg .

Der Bauleiter und der Schalungsbauer, die wir ganz am Ende treffen, sprechen dagegen den Telemark-Dialekt . Weder Øystein Austjore aus Bykle noch Per Stian Hanstveit aus Drangedal haben Höhenangst . Sie arbeiten gerne auf einer Plattform in knapp über 60 Metern Höhe über dem Meeresspiegel .

"Die Arbeit in der Höhe bringt einige Herausforderungen mit sich . Man muss sehr genau über die Sicherheit nachdenken - auch innerhalb der Brückenkonstruktion", sagt er mit einem breiten Grinsen, während er zu der Zwillingskonstruktion auf der Ostseite hinüberschaut .

Wir balancieren auf schwankenden Bewehrungsstäben, die wie gespannte Spaghettifäden aus dem Beton ragen, bevor sie im eigentlichen Brückenpfeiler verschwinden . Hier am Rand können wir das Ende all der dicken Stahldrähte sehen, die in den Brückenkörper eingegossen sind . Wie bei einer herkömmlichen Hängebrücke tragen sie das Gewicht, nur sind sie hier im Beton versteckt .

Im Inneren gleicht die Brücke einer hohen Betonkathedrale . Sie verengt sich zur Mitte hin, aber im Inneren des Brückenturms beträgt die Deckenhöhe 13 Meter .

Projektinformationen

Projekt: Trysfjordbrua - E39 Kristiansand vest – Mandal Øst

Auftraggeber: Nye veier Generalunternehmer: AF Gruppen Entwurf: Norconsult

Brücke Bauunternehmer: Kruse Smith

Bauzeit: 48 Monate - abgeschlossen im Oktober 2022

Produkt: Leca® 800 4-12 mm

Jeder Brückenturm wächst jeden Monat um 20 Meter . Nächsten Sommer wird die Brücke fertiggestellt sein .

Nye Veier's E39 zwischen Kristiansand und Stavanger ist das größte Straßenbauprojekt Norwegens .

Die Schalwagen werden eingesetzt, um jeweils fünf Meter Brückenspannweite an allen vier Enden gleichzeitig zu betonieren . .

"Schönheit liegt im Auge des Betrachters, wie man so schön sagt, aber für mich ist die ganze Brücke ein Juwel", sagt Asbjørn Stålesen, während wir auf den Aufzug warten, der uns wieder auf festen Boden bringt .

Verbesserte Verkehrssicherheit

Derzeit dauert die Fahrt zwischen Kristiansand und Stavanger mit dem Auto 3,5 Stunden . Eine 280 Kilometer lange Strecke auf einer hügeligen, kurvenreichen und manchmal erdrutschgefährdeten Straße wird durch eine 170 Kilometer lange Autobahn ersetzt, die nur noch die Hälfte der Zeit benötigt .

Der Bauträger Nye Veier ist ein staatliches Unternehmen, das vor fünf Jahren mit dem Ziel gegründet wurde, eine schlanke und effiziente Organisation zu schaffen und Autobahnen und große Straßenbauprojekte kostengünstiger und schneller zu bauen . Derselbe Bauträger ist auch für den Ausbau der E18 durch Südnorwegen verantwortlich, durch den sich die Fahrzeit zwischen Kristiansand und Oslo halbieren wird . Für Harald Solvik, Projektleiter bei Nye Veier, ist die Trysfjord-Brücke der größte Baustein der Autobahn zwischen Kristiansand und Mandal und eine von 19 Brücken, die in ebenso vielen Monaten gebaut werden . Auf die Brücken entfällt ein Viertel des Gesamtbudgets von 4 Mrd . NOK . "Wir arbeiten schneller und kostengünstiger als früher, weil wir große Aufträge vergeben und längere Abschnitte bauen, die ein gleichmäßigeres Fahrerlebnis bieten . Die Erfahrung zeigt, dass vierspurige Autobahnen die Zahl der Verkehrstoten deutlich verringern . Auf diesem speziellen Abschnitt gab es mehrere Unfälle", so Solvik abschließend .