Brückenbau 4/2019

www.maurer.eu

Ausgabe 4 . 2019

Brückenbauwerke Die Busbrücke in Zwolle Brücke Chinegga als Teil der Umfahrung Stalden Kempelenbrücke und Hüttenbrennersteg in Wien Ennssteg in Steyr und Birkenwiesesteg in Dornbirn

www.verlagsgruppewiederspahn.de

ISSN 1867-643X

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Kattwyk − Neubau 2019

www.seh-engineering.de

EDITORIAL Zur Wertschätzung von zeitgenössischen Lösungen

Alternativen von (angemessener) Aussagekraft von Michael Wiederspahn

Dipl.-Ing. Michael Wiederspahn

»In Ostfrankreich, irgendwo in der Franche­Comté, gibt es einen imaginären Ort. Ich hatte in Besançon übernachtet, einer Stadt, die schon alt war, als sie im Jahr 58 v. Chr. von Cäsars Truppen erobert wurde. Als ich versuchte, aus dem Labyrinth der Einbahn­straßen herauszufinden, machte ich die Erfahrung aller Reisenden: Die Welt ist eine unordentliche Angelegenheit. Alte Bur­gen erheben sich direkt neben modernen Wohnblöcken, mittelalterliche Gässchen winden sich an Designerboutiquen entlang, die liebliche Berglandschaft der Umgebung ist von hässlichen Industrieanlagen ange­fressen. Die ideale und geordnete Stadt, die zweckmäßig und ingeniös durchdachte Anlage existiert, so dachte ich, nur auf dem Papier, im ›Utopia‹ des Thomas More oder in den vagen Beschreibungen der Insel Atlantis. Die meisten Landschaften haben etwas Wohltuendes an sich, weil sie keinerlei Überraschungen bieten. Man weiß, dass die nächste Kleinstadt einen Marktplatz und eine Kirche haben wird, die üblichen Läden, das übliche Gemisch von Vor- und Nachkriegshäusern – alles ist anders, aber immer auf dieselbe Art. Als ich von Besançon südwärts fuhr, lag über den Feldern das gleiche blaue Morgen­ licht, das ich vom Frühherbst in Südontario kenne und immer für einzigartig hielt.

Und dann, buchstäblich aus dem Blauen, tauch­te vor mir die Saline von Arc-etSenans auf. Dem Besucher bietet sich die Anlage aus dem 18. Jahrhundert als

ummauertes Haus dar, das ein Kind mit aller Sorgfalt aus butterfarbenen Klötzen errichtet hat. Und doch ist das Haus kein Haus. Es ist die visionäre Darstellung eines Hauses, die steingewordene Idee eines Hauses, ein Lehrbeispiel für architektonische Harmo­nie, ein philosophisches Konzept.« Der Tourismus ist, wer wollte es bestreiten, eine ökonomische Größe oder eben ein Wirtschaftsfaktor von erheblicher, ja von inzwischen kaum noch zu unterschätzen­der Bedeutung (geworden), was sich nicht nur am rasant anwachsenden Umsatz vie­ler Reisebüros und Reiseveranstalter zeigt, sondern auch oder sogar primär an der of­fenbar nicht einzudämmenden Vermehrung von Destinationen, wobei deren Spektrum wie Standorte bisweilen arg verwunderlich anmuten. In ländlichen Regionen oder für, wie es im Amtsdeutsch so hübsch heißt, strukturschwache Gebiete wird ihm zudem oft und gerne die Rolle eines Entwicklungs­motors zugeschrieben, um zu kompensie­ren, dass es hier neben Ackerbau und Vieh­zucht an anderen Einnahmequellen fehlt, die das Ein- und Auskommen der einheimi­schen Bevölkerung zu sichern vermögen – und zwar unabhängig von der Frage, ob auf Basis solcher monokausalen Erklä­rungsmuster ein gedeihliches Miteinander von Mensch, Tier und Umwelt realiter zu erreichen sein wird. Über die etwaigen oder tatsächlichen Wün­sche und Hoffnungen der meisten Urlau­ber darf dennoch gerätselt werden, zumal deren Vorlieben in der Regel nicht minder häufig wechseln wie die zahllosen Ange­bote für sogenannte Früh- oder aber Last­-Minute-Bucher und damit für eine Klientel, die sich überwiegend bis ausschließlich an den Rabatt- und allen sonstigen Preis­senkungsaktionen der einschlägigen Inter­netagenturen zu orientieren pflegt. Gleich­wohl gab und gibt es einen Parameter, der nun peu à peu zu einer Konstante heran­zureifen beginnt: Dank der Option, im häus­lichen Sessel verbleiben und sich quasi ohne (vorherige) Anstrengungen via Bild­schirm durch den virtuellen Raum bewe­gen zu können, verliert der Reiz des Exoti­schen bei der jährlichen Ferienplanung ein klein bisschen an Einfluss, werden also weiter

fernöstlich oder -westlich gelegene Ziele heute eher seltener angesteuert, während die heimatlichen Gefilde erkenn­bar an Popularität gewinnen.

Und das hat durchaus gute Gründe, war­ten sie doch mit diversen Vorzügen auf, wie zum Beispiel mit wesentlich kürzeren bzw. verkürzten Fahr- und Flugzeiten, kei­nen oder lediglich geringen Kosten für Visa und Kurtaxen sowie mit dem stets gesuchten und begrüßten Charme des (vermeintlich) Vertrauten inklusive einer Sprache, die Mann oder Frau nicht extra zu erlernen braucht. Darüber hinaus sollen einige von ihnen, wenigstens temporär, eine Gefühlsregung oder, besser, Traum­vorstellung zu bedienen und zu befriedi­gen helfen, der es nie an Aktualität oder Relevanz ermangel(t)e – nämlich jene von einem Leben im Einklang mit Flora und Fau­na, ergo von Begegnungen und Ereignis­sen, Episoden und Abenteuern in und auf Wald und Wiese, an Seen und auf Bergen, die das Bild einer unverdorbenen, tunlichst unberührten und deshalb unverfälschten Natur vermitteln.

Leider paart sich das Ganze mitunter auf nachgerade als sehr unschön zu bezeich­ nende Weise mit der Idee, (irgendwelche) Traditionen schützen und den künftig zu errichtenden Bauwerken daher eine al­tertümliche Erscheinung verleihen bzw. verpassen zu müssen, wie nicht zuletzt Alberto Manguel in den eingangs zitierten Zeilen aus seinem äußerst geistvollen, in dem Buch »Bilder lesen« zu findenden Text en passant attestiert: » ... alles ist anders, aber immer auf dieselbe Art.« Zum Glück sind derartige Beurteilungen nicht von genereller Gültigkeit, treffen sie, wenn überhaupt, höchstens auf und für Städte, Dörfer und Landstriche zu, die im Ewiggestrigen zu verharren gedenken, wie die nachfolgenden Seiten mit Nachdruck veranschaulichen. Der Intention verpflich­tet, prinzipiell zeitgenössische Lösungen im Brückenbau zu dokumentieren, die in puncto Qualität und Dauerhaftigkeit über sämtliche Zweifel erhaben sind, ent­hüllen sie Perspektiven, die dem aufmerk­samen Betrachter bei der Lektüre wie dem Anblick vor Ort ansehnliche Alternativen von (angemessener) Aussagekraft bescheren.

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I N H A LT

20 Jahre

Symposium BRÜCKENBAU Construction & Engineering 20 Jahre Baukultur im Brückenbau Begonnen haben wir im Februar 2000 in Leipzig mit großzügiger Unterstützung in Beratung und Programmgestaltung durch Dipl.-Ing. Friedrich Standfuß, Bundesverkehrsministerium: Friedrich Standfuß hat nicht nur bei der Themenwahl, sondern auch bei der Auswahl der Referenten Schützenhilfe geleistet – und so waren die »Länderfürsten« aus den Bauverwaltungen der Bundesländer mit Vorträgen persönlich präsent. Und die VERLAGSGRUPPE WIEDERSPAHN konnte zudem eines ihrer Anliegen, die damaligen Diskussionen zwischen Dipl.-Ing. Friedrich Standfuß und Prof. Dr.-Ing. Jörg Schlaich im Rahmen einer öffentlichen Fachdebatte zu versachlichen, ebenfalls erreichen.

In den nachfolgenden Jahren wurden in Leipzig immer wieder Brückenbauwerke erstmals in Deutschland präsentiert, wie unter anderem der Grand Viaduc de Millau durch die Eiffage-Gruppe. Und das ist bis heute so geblieben, ablesbar an den vielen Großbrücken, Wettbewerbsverfahren und Planungskonzepten, die hier kontinuierlich vorgestellt wurden und werden.

Wir blicken stolz auf diese Jahre zurück, in deren Verlauf wir auch stets Tagungsbände veröffentlicht und insgesamt zwei mit Preisgeldern dotierte Ideenwettbewerbe ausgelobt haben.

Im kommenden Jahr, also 2020, werden wir mit Hilfe einer international besetzten Jury aus 20 Jahren Brückenbau drei Bauwerke auswählen, die den Kriterien dieser Veranstaltung entsprachen und entsprechen und somit eine Auszeichnung verdienen.

Wir freuen uns, wenn wir Sie zum 20. Symposium mit Verleihung des Preises BAUKULTUR IM BRÜCKENBAU am 11. Februar 2020 in Leipzig begrüßen können.

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

Biebricher Allee 11 b | 65187 Wiesbaden | Tel.: +49/611/98 12 920 | Fax: +49/611/80 12 52 kontakt@verlagsgruppewiederspahn.de www.verlagsgruppewiederspahn.de | www.mixedmedia-konzepts.de | www.symposium-brueckenbau.de

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BRÜCKENBAU | 4 . 2019

I N H A LT

Editorial

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Alternativen von (angemessener) Aussagekraft

Michael Wiederspahn

Brückenbauwerke

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Die Busbrücke in Zwolle

Gerhard Setzpfandt, Tristan Wolvekamp, Marion Kresken

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Brücke Chinegga als Teil der Umfahrung Stalden

Wolfgang Linder

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Kempelenbrücke und Hüttenbrennersteg in Wien

Andreas Hierreich, Norbert Maderböck

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Ennssteg in Steyr und Birkenwiesesteg in Dornbirn

Josef Galehr

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Produkte und Projekte

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Software und IT

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Nachrichten und Termine

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Branchenregister

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Impressum

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BRÜCKENBAUWERKE Entwurf, Konstruktion und Berechnung

Die Busbrücke in Zwolle von Gerhard Setzpfandt, Tristan Wolvekamp, Marion Kresken

1 »Stadtpark-Brücke« als fließende Linie © ipv Delft

Sehr einfach: So sieht die Busbrücke über den Gleisen beim Bahnhof Zwolle aus. Aber der Schein trügt, denn Design und Errichtung der Brücke waren komplex, unter anderem wegen der zwingenden Rahmenbedingungen. Dank des integralen Ansatzes bei der Planung und des überzeugenden Gesamtkonzeptes ist es ipv Delft und BAM infra gelungen, diese herausfordernde Aufgabe in einen logischen und scheinbar einfachen Entwurf zu übersetzen.

1 Einleitung Das Gebiet rund um den Bahnhof in Zwolle wird zwischen 2017 und 2025 gründlich transformiert. Das gesamte Areal wird dabei zu einem grünen Campus mit Raum zum Arbeiten und zur Erholung umgestaltet. An beiden Seiten der Gleise entstehen Grünflächen, welche eine direkte Verbindung mit der offenen Flusslandschaft der Ijssel und der Innenstadt ermöglichen. Eine der ersten Eingriffe zur Umgestaltung ist die Verlegung des Busbahnhofes.

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Um die verkehrsreiche Nordseite des Gebietes zu entlasten, wurde auf der Südseite ein neuer Busbahnhof gebaut.

Die Busbrücke wiederum verknüpft den neuen Busbahnhof mit der Innenstadt und dem nördlichen Teil der Stadt. Sowohl die Busbrücke als auch der Busbahnhof sind am 9. Februar 2019 festlich eröffnet worden, die Baukosten der Brücke beliefen sich auf 14 Mio. €.

2 Ausschreibung Ende 2016 gewinnt BAM infra mit dem Entwurf von ipv Delft den Wettbewerb für die Planung und Realisation der Brücke.

In der Ausschreibung ist die S-förmige Trasse zum Großteil durch die Lage der Schienen, die verkehrstechnischen Anforderungen und die umringende Bebauung schon festgelegt. Vom Entwurf wird erwartet, dass die Brücke eine fließende Linie mit optimaler Aussicht auf die Umgebung bildet. Der Entwurf von ipv Delft überzeugt die Jury, die Formgebung ist dabei entscheidend: Besonders die Idee, eine »Stadtpark-Brücke« verwirklichen zu wollen, wird geschätzt.

Das Konzept der Stadtpark-Brücke beruht auf dem Gedanken, eine freundliche, natürliche und städtische Verbindung zu schaffen, passend zur Stadt Zwolle. Neben der angenehmen Ausstrahlung unterscheidet sie sich durch die großen Überspannungen und die geringe Anzahl der Stützen von konventionellen Lösungen.

Denn was normalerweise ein Koloss hätte werden können, ähnelt hier einer ranken Girlande, die federleicht auf nur vier Stützen ruht.

3 Grundgeometrie 3.1 Überbau – Grundriss Maßgebend für die Grundgeometrie der Brücke und damit des Überbaus waren die vom Auftraggeber vorgegebenen Randbedingungen bezüglich der nutzbaren Grundstücksflächen für die Rampen und die Stützen sowie die beabsichtige Formgebung.

Sowohl die nordwestliche als auch die südöstliche Rampe verlaufen annähernd parallel zu den Bahnanlagen. Die geforderte stützenfreie Querung der Gleisanlagen zwischen den Rampen erfolgt daher mit einem in der Überbauachse 82,132 m langen und im Grundriss S-förmig gekrümmten mittleren Brückenfeld.

Der Radius der beiden gegenläufigen Krümmungen in diesem Feld beträgt jeweils 50,00 m, resultierend aus der Fahrgeometrie der auf der Brücke verkehrenden Busse.

Im Zuge der Optimierung des Entwurfes wurden die Stützen an den Enden des Mittelfeldes (Stütze 3 und Stütze 4) so verschoben, dass dieses Feld und die beiden Stützen zentralsymmetrisch zum Punkt des Krümmungswechsels in Feldmitte sind. Dabei wurden die Stützen unter Einhaltung der vorgegebenen

BRÜCKENBAUWERKE

Baufeldgrenzen so weit wie möglich an die Bahnanlagen herangerückt. Im Vergleich zur obengenannten Stützweite in der Überbauachse beträgt der geradlinige Abstand der Lagerpunkte des Mittelfeldes 80,228 m. Durch die zentralsymmetrische Grundrissform ergaben sich deutlich günstigere Schnittgrößen im Mittelfeld gegenüber ebenfalls untersuchten unsymmetrischen Varianten und eine Vereinfachung von Konstruktion und Herstellung.

Die Radien aus dem Mittelfeld werden in den anschließenden Feldern unterschiedlich weit bis zum Anschluss der Rampen weitergeführt. Die Rampe auf der Nordwestseite besitzt hier einen Radius von 475,00 m, die auf der Südostseite einen Radius von 420,00 m. Im Rampenbereich konnte der Überbau nicht mehr zentralsymmetrisch angeordnet werden, da sonst die Widerlager und die angrenzenden Böschungen über die vorgegebenen Baufeldgrenzen hinaus gegangen wären.

Die Anschlusspunkte der Rampen an den neuen Busbahnhof und an die Nieuwe Veerallee bzw. Willemskade waren durch den Auftraggeber vorab verbindlich definiert worden.

3 Draufsicht © ipv Delft

4 Längsschnitt © ipv Delft

2 Unterseite in Bauwerksmitte aus Richtung Süden © ipv Delft

3.2 Überbau – Längsschnitt Im Längsschnitt ist die Konstruktion symmetrisch zum Punkt des Krümmungswechsels im Mittelfeld. Das Längsgefälle beider Rampen beträgt 5,30 %, die Ausrundung der Kuppe im Mittelfeld erfolgt mit einem Radius von 500 m. Die Kon-

struktionsunterkante wurde in Brückenmitte mit einem Radius von 1.390,621 m ausgerundet. Diese Ausrundung beginnt bereits im Rampenbereich zwischen den Stützen 2 und 3 bzw. 4 und 5.

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BRÜCKENBAUWERKE Durch die längere Ausrundung der Konstruktionsunterkante wird die am Beginn der Rampen gleichbleibende Bauhöhe von 2,600 m an den Stützen 3 und 4 auf 2,982 m vergrößert. In Feldmitte des Mittelfeldes ergibt sich dadurch eine Bauhöhe von 3,850 m. Die Vergrößerung der Bauhöhe im Mittelfeld ist statisch sinnvoll, war aber auch eine Forderung des Architekten, welcher aus gestalterischen Gründen die Zunahme der Überbauhöhe in Richtung Brückenmitte mit einer abnehmenden Breite des tragenden Hohlkastens kombinieren wollte.

Die Gesamtlänge des Überbaus von 245,50 m zwischen den Widerlagerachsen 1 und 6 ergab sich aus der Randbedingung, dass an den Widerlagern die Bauwerksunterkante nicht tiefer als 5,25 m über Gelände liegen durfte. Für die Lage der Stützen 2 und 5 gab es keine einschränkenden Randbedingungen, sie wurden nach den statischen Erfordernissen angeordnet. Die Einzelstützweiten betragen 37,750 m, 43,934 m, 82,132 m, 43,934 m, 37,750 m.

3.3 Überbau – Fahrbahnquerschnitt Die Fahrbahnbreite nimmt aus fahrgeometrischen Gründen von 7,600 m im Rampenbereich ab der Mitte zwischen den Stützen 2 und 3 bzw. den Stützen 4 und 5 linear auf 9,000 m in Brückenmitte zu. Der bituminöse Fahrbahnaufbau hat einschließlich der Abdichtung eine Dicke von 10 cm, darunter ist eine 20 cm dicke Stahlbetonplatte vorhanden, welche zwar mitträgt, aber im Wesentlichen zur Anordnung und Befestigung der Entwässerung, der Leerverrohrung und der Absturzsicherung dient. Weitere Gründe zur Anordnung der Stahlbetonplatte waren der fugenlose Übergang der Fahrbahnplatte an der Koppelstelle der Stahl- mit der Betonkonstruktion (Bild 5), ihre Quertragwirkung zwischen den Längssteifen des Fahrbahnblechs, der mögliche Ausgleich von Verformungen beim Stahlbau und das Verhindern des schnellen Durchfrierens der Fahrbahntafel im Winter.

Die Fahrbahn hat auf der gesamten Brückenlänge ein Dachgefälle, die Entwässerung erfolgt in Längsrichtung im Inneren der Schrammborde aus Polymerbeton (Fabrikat: Envirokerb Bridge 220 mm x 190 mm). Die Bordhöhe beträgt 10 cm, die seitlichen Notgehwege haben eine gleichbleibende Breite von 1,00 m. Als seitliche Absturzsicherung dienen Betongleitwände aus »Deltabloc«-Fertigteilen, deren Aufstandsfläche eine durchgehende Breite von 0,615 m aufweisen. Es ergibt sich eine Gesamtbreite zwischen den Außenkanten der Fahrbahnplatte von 12,230 m in Brückenmitte und 10,230 m im Rampenbereich.

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Der Gesimsbereich des Überbaus hat über die gesamte Länge eine Verkleidung aus gekrümmten Aluminiumpaneelen, welche unterhalb der Kragarme in eine aus Holz übergeht. Die Holzverkleidung besteht aus Bambuspaneelen und ist auf einer stählernen Unterkonstruktion befestigt, in die Aluminiumverkleidung ist auf der Innenseite oberhalb der Betongleitwände die Beleuchtung integriert.

4 Materialwahl und Querschnittsausbildung Das S-förmig gekrümmte Mittelfeld konnte nur mit einem sehr torsionssteifen Stahlüberbau in Form eines unter der Fahrbahn liegenden Hohlkastens realisiert werden, obenliegende Tragwerke waren aus gestalterischen Gründen ausgeschlossen worden. Da die infolge der Grundrisskrümmung vorhandenen Torsionsmomente nicht durch den üblichen

Verbundquerschnitt mit einer Fahrbahnplatte aus Stahlbeton aufgenommen werden können, wurde der tragende Hohlkastenquerschnitt an der Oberseite durch ein Deckblech geschlossen.

In den beiden weniger gekrümmten Rampenbereichen wurde der Überbau zu Kostensenkung als längs beschränkt vorgespannter Spannbetonhohlkasten ausgeführt. Über den Stützen 2 und 5 befinden sich in den Kästen Querträger zur Aufnahme der Lagerkräfte. Die Endquerträger an den Widerlagern wurden auf 9,880 m verbreitert, um die Torsion aus dem Überbau ohne abhebende Lagerkräfte abtragen zu können. Das Innere der Spannbetonhohlkästen war im Errichtungszustand für den Ausbau der Schalung und die Vorspannung der Spannglieder durch Montageöffnungen zugänglich, im Endzustand sind diese Öffnungen zubetoniert.

5 6 7 Nördliche Hälfte der Stahlkonstruktion: Längsschnitt, Draufsicht Fahrbahn und Bodenblech

© ipv Delft

BRÜCKENBAUWERKE Die Stahlkonstruktion im Mittelfeld und die Spannbetonstrukturen in den Rampen sind ungefähr an den Momentennullpunkten 12,636 m außerhalb der Stützen 3 und 4 biegesteif miteinander verbunden und bilden ein durchlaufendes hybrides Tragwerk. Der Stahlüberbau liegt nahezu vollständig im zentralsymmetrischen Bereich des Mittelfeldes, lediglich die letzten 3,174 m bis zur Koppelstelle mit dem Spannbetonkasten der nordöstlichen Rampe befinden sich bereits in der Grundrisskrümmung der Rampe. Die Außenabmessungen des sichtbaren Stahlund des Betonquerschnittes an den beiden Koppelstellen sind identisch, so dass der Materialwechsel nur am Farb- und Rauigkeitsunterschied der Materialien zu erkennen ist.

Bei der Konstruktion des Überbaus war zu beachten, dass neben der bereits beschriebenen Veränderung der Tragwerkshöhe und der Überbaubreite aus gestalterischen Gründen die Breite der Unterseite der Kastenquerschnitte von 5,460 m an den Stützen 2 und 5 auf 3,660 in Brückenmitte linear abnimmt. Alle Änderungen der Querschnittsabmessungen erfolgen symmetrisch zur Brückenmitte.

5 Querschnitt des Stahlüberbaus Wegen der großen Torsionsmomente besteht der Hauptträger aus einem allseits geschlossenen stählernen Kastenquerschnitt. Die Blechdicke des Bodenblechs beträgt 65 mm in Feldmitte und 70 mm an den Stützen, die des Deckblechs 40 mm in Feldmitte und 50 mm an den Stützen. Im Bereich der Momentennullpunkte sind die Blechdicken geringer. Die seitlichen Stege haben eine durchgehende Dicke von 35 mm. Für die gesamte Stahlkonstruktion der Hauptträger wurde S 355 eingesetzt.

8 Krümmungen im Mittelfeld © ipv Delft

erhalten. Die Neigung der Diagonalen wechselt daher in Brückenmitte und an den Momentennullpunkten vor den Stützen 3 und 4.

Zur Längsaussteifung der Kastenbleche dienen innen angeschweißte T-Profile, die der Krümmung im Grundriss folgen und an die unterschiedlichen Kastenbreiten und -höhen über die Veränderung ihrer Abstände und ihrer Anzahl angepasst wurden. Da die Längsspannungen in den T-Steifen am Boden- und am Deckblech erhebliche Umlenkkräfte verursachen, wurden die Gurte der Steifen zur seitlichen Festhaltung an die Querrahmen angeschlossen.

Die Aussteifung des Kastenquerschnittes erfolgt über Querrahmen mit einem Abstand von 3,159 m in der Überbauachse.

Die Querrahmen bestehen aus einem umlaufenden T-Querschnitt, jeder zweite von ihnen wird zusätzlich durch eine Diagonale ausgesteift. Für diese Diagonalen wurden Rohre 244,50 mm x 16 mm gewählt, sie sind zur Sicherung der Querschnittsform wegen der starken Verwölbung aus Torsion erforderlich. Da die Torsionsbeanspruchung im Endzustand im Wesentlichen durch die Fahrbahnkrümmung hervorgerufen wird, wurden die Diagonalen so angeordnet, dass sie aus jener Beanspruchung Zugkräfte

10 Hohlkasten im Bauzustand © ipv Delft

9 Querschnitt in Feldmitte (am Querrahmen 18) © ipv Delft

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BRÜCKENBAUWERKE In der Entwurfsphase wurde unter anderem untersucht, die Kragarme als reine Betonkonstruktionen auszubilden. Dies hätte jedoch ein größeres Eigengewicht und den nachträglichen Einsatz einer festen Schalung oder eines Schalwagens zur Herstellung der Auskragung bedeutet. Die Auskragungen wurden daher ebenfalls als Stahlkonstruktionen ausgeführt.

Die Querträger der Auskragungen haben einen T-Querschnitt und schließen immer oben an die Querrahmen im Inneren des Kastens an. Das Deckblech der Kragarme hat im Fahrbahnbereich eine durchgehende Dicke von 20 mm, außerhalb der Fahrbahn nimmt die Dicke auf 15 mm ab.

Da die Außenseite der Stahlkonstruktion unter anderem durch Spritzverzinkung gegen Korrosion geschützt werden sollte, konnten die im Kasteninneren zur Längsaussteifung angeordneten T-Profile außen nicht vorgesehen werden. Die Aussteifung des Fahrbahnblechs erfolgte dort mit den üblichen Trapezprofilen, die abschnittsweise in Polygonform der Brückenkrümmung angeglichen wurden.

Die 20 cm dicke Stahlbetonfahrbahnplatte oberhalb des Deckblechs, aus Beton C 35/45 hergestellt, ist mittels Kopfbolzendübeln so an das Deckblech angeschlossen, dass sie in Brückenlängsrichtung vollständig mitträgt. In Querrichtung übernimmt die Stahlbetonplatte

12 13 Querschnitt und Längsschnitt an der Koppelstelle

© ipv Delft

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11 Querschnitt am Querrahmen 3 © ipv Delft

die Querverteilung der Verkehrslasten auf die Längsrippen und verringert die Verformungen im Fahrbahnblech und in den Rippen. Die Abstände der Fahrbahnaussteifungen ließen sich daher gegenüber einer reinen orthotropen stählernen Fahrbahntafel vergrößern, was die Anpassung an die wechselnden Fahrbahnbreiten erleichterte.

Das Innere der stählernen Hohlkästen war im Bauzustand über Öffnungen für die Montagearbeiten und das Vorspannen der Spannglieder an den Koppelstellen zugänglich, für den Endzustand wurden die Kästen luftdicht verschweißt. Sie besitzen keine Inspektionsöffnungen und im Inneren auch keinen Korrosionsschutz.

Die Außenflächen der Stahlkonstruktion wurden durch Spritzverzinkung und Beschichtung gegen Korrosion geschützt.

Die sichtbaren Teile an der Unterseite der Kästen wurden mit einer dunkelgrauen Deckbeschichtung in Anlehnung an den dunkel eingefärbten Beton versehen.

6 Ausbildung der Koppelstellen Die biege- und torsionssteife Kopplung der Kastenquerschnitte aus Stahl und Beton erfolgt durch Kopfbolzendübel an der Innenseite des Stahlkastens und durch die Weiterführung der Spannglieder aus dem Spannbetonträger in die Stahlkonstruktion. Die Kopfbolzen übernehmen dabei die Torsionskopplung und die Spannglieder die Kopplung der horizontalen und vertikalen Biegemomente. Der Kopplungsbereich, in dem sich Beton- und Stahlquerschnitt überlappen, hat eine Länge von 1,50 m. Auf der Stahlseite schließt sich daran ein 1,00 m langer stählerner Verankerungsquerträger an, in welchen die Spanngliedverankerungen eingebaut wurden.

Dieser Querträger nimmt die Druckkräfte des vorgespannten Betons und die Zugkräfte aus den Spanngliedern auf und überträgt die resultierenden Schnittgrößen auf den Stahlquerschnitt.

Damit die Spannglieder ins Innere des Stahlkastens eingeführt werden können, wurde der Betonquerschnitt innen allseitig angevoutet. Im Stegbereich werden jeweils drei Spannglieder bis in die Stahlkonstruktion weitergeführt, jeweils vier Spannglieder wurden im Bereich der Koppelstelle zusätzlich in der Fahrbahnplatte und in der Bodenplatte angeordnet, um mit der kleineren Nutzhöhe im Inneren des Stahlhohlkastens alle Kräfte ohne Dekompression in der Verbindungsfuge zwischen Stahl und Beton übertragen zu können.

BRÜCKENBAUWERKE

14 Ausbildung der Koppelstelle © ipv Delft

Der Verankerungsquerträger besteht aus einem umlaufenden Kastenquerschnitt, an den die Spanngliedverankerungen über Querschotte angeschlossen wurden.

Die Verankerungskräfte der Spannglieder werden an den Außenseiten direkt in die Deck- und Bodenbleche sowie die Stege des Hauptträgers eingeleitet, an den Innenseiten des Verankerungsquerträgers über dessen Stege erfolgend. Auf der Betonseite wird der Verankerungsquerträger durch eine im Bereich der Betondruckzonen umlaufend 60 mm dicke Druckplatte abgeschlossen. Außerhalb der Betondruckzonen ist nur ein 15 mm dickes Schott vorhanden.

Außerhalb des Hohlkastens im Bereich der Kragarme erfolgt die Verbindung zwischen Stahl- und Betonquerschnitt über die Stahlbetonfahrbahnplatte, welche bis Unterkante Stahlquerträger heruntergezogen wurde und mit selbigem über Kopfbolzendübel verbunden ist.

Zusätzlich geht die auf der Stahlkonstruktion über die gesamte Breite vorhandene 20 cm dicke Stahlbetonplatte im Verankerungsbereich fugenlos in die Fahrbahnplatte des Betonquerschnittes über.

Bei der Herstellung der Spannbetonüberbauten in den Rampenfeldern wurde jeweils ein 3,50 m langer Teil der Betonkonstruktion im Anschluss an den Stahlüberbau freigelassen. Dieser Koppelbereich wurde erst nach dem Einfahren der Stahlkonstruktion in zwei Abschnitten betoniert. Der Kragarm der Rampenbrücken wurde bis dahin durch eine Hilfsstütze abgestützt.

7 Lagerung im End- und Bauzustand 7.1 Anordnung der Lager Der Überbau ist auf den Stützen 2, 3, 4 und 5 jeweils punktförmig über ein Kalottenlager aufgelagert. Ein Teil der Torsionskräfte im Überbau wird wegen der vorhandenen Grundrissanordnung der Lager (nicht in einer Linie) durch die vertikalen Lagerkräfte an diesen Stellen bereits abgetragen. Die an den Widerlagern 1 und 6 noch vorhandenen Torsionskräfte werden

15 Lagerschema © ipv Delft

über die große Lagerspreizung der dort an beiden Enden der Querträger angeordneten Lager aufgenommen, ohne dass abhebende Lagerkräfte auftreten.

Die Lager auf den Stützen greifen am Überbau außermittig an, die Ausmitte beträgt an den Stützen 2 und 3 genau 500 mm und an den Stützen 4 und 5 jeweils 475 mm und korrespondiert am Stahlüberbau derart mit der Neigung der Stützen: Sie wurde aus gestalterischen Gründen so gewählt, dass die Außenkante der Stützen bündig mit der des Hohlkastens abschließt.

Die Längsfesthaltung für den gesamten Überbau erfolgt am Widerlager 6 durch ein mittig in der Brückenachse situiertes Lager. Auf diesen Festpunkt sind die Bewegungsrichtungen aller anderen Lager in den Achsen 1–6 radial ausgerichtet, die Querfesthaltungen jener Lager wirken jeweils rechtwinklig dazu. Durch die so gewählte Lageranordnung werden horizontale Zwängungen aus der globalen Temperaturänderung verhindert.

Im Bauzustand nach dem Einfahren des Stahlüberbaus, aber vor der Herstellung der Verbindung mit den Spannbetonquerschnitten und vor dem Verguss der Lager wurde der Stahlüberbau an den Stützen 3 und 4 an jeweils zwei Punkten auf einem um die Stützen herum gebauten Traggerüst aufgelagert. Diese Auflagerpunkte am Überbau können im Endzustand als Pressenansatzpunkte für einen eventuellen Lagerwechsel verwendet werden.

7.2 Ausbildung der Auflagerpunkte Über den Stützen 3 und 4 wurde jeweils ein Auflagerquerträger zur Übertragung der Lasten aus dem Kalottenlager in den Hohlkasten angeordnet. Der Querträger besteht aus zwei Querschotten (Blechdicke: 50 mm) mit einem Achsabstand von 1,00 m und dazwischenliegenden Steifen. Die beiden Schotte und die im Querschnitt schrägen Steifen haben Aussparungen, um die Herstellung zu vereinfachen.

16 17 Querschnitt und Längsschnitt am Auflager in Achse 3

© ipv Delft

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BRÜCKENBAUWERKE Bei der Konstruktion des Querträgers waren die Verschiebungswege der Lager an der Kastenunterseite zu beachten.

Wegen der außermittigen Stützenanordnung liegen die Auflagerpunkte für die Abstützung im Bauzustand und die Pressenansatzpunkte für den Lagerwechsel nur auf der Bogeninnenseite unter dem Kastenquerschnitt. An der Bogenaußenseite musste dazu eine Konsole außen am Kasten angebracht werden, die innerhalb der Holzverkleidung liegt und im Endzustand nicht sichtbar ist.

18 Stabwerksmodell: Endzustand für Auflagerkräfte und Spannbetonnachweise (rot: Lager und Federn; blau: starre Kopplungen) © ipv Delft

19 Vereinfachte Modelle zum Vergleichen: Dreistabmodell, Einstabmodell, Modell aus Flächenelementen (v.l.n.r.) © ipv Delft

8 Rechenmodelle: Endzustand 8.1 Globale Nachweise Zur Ermittlung der Auflagerkräfte und für die Nachweise der Spannbetonkonstruktion im Endzustand wurde ein Stabwerksmodell verwendet. Es bestand für den Überbau nur aus einem im Schwerpunkt des Brückenquerschnittes liegenden Stab mit entsprechenden Anschlüssen für die Lager. Die Unterbauten wurden ebenfalls bis zu den Pfahlkopfplatten als Stäbe modelliert, die Gründungen jedoch lediglich über ihre Federsteifigkeiten berücksichtigt.

In einer Vorberechnung mit vereinfachten Modellen wurde festgestellt, dass das häufig für die Berechnung von Brücken mit Hohlkastenquerschnitten verwendete Dreistabmodell, bei dem, vereinfacht beschrieben, die Biegesteifigkeit den beiden äußeren Stäben und die Torsionssteifigkeit dem Zentralstab zugeordnet wird, hier wegen der starken Krümmungen fehlerhafte Ergebnisse liefert. Dies betraf besonders die Torsionsbeanspruchungen.

Ein vollständiges Modell aus Flächenelementen war dagegen zu aufwendig und für die Spannbetonnachweise unpraktikabel.

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BRÜCKENBAU | 4 . 2019

20 Modell aus Stabwerks- und Flächenelementen für die globalen Nachweise am Stahlüberbau

© ipv Delft

Für die globalen Nachweise am Stahlüberbau im Endzustand wurde daher ein kombiniertes Modell aus Stabwerks- und Flächenelementen verwendet. Im Bereich der Betonkonstruktion und der Unterbauten war es identisch mit dem oben beschriebenen durchgehenden Stabmodell.

Im Bereich des Stahlüberbaus wurden die in Längsrichtung verlaufenden Bleche des Kastens und der Fahrbahn mit Flächenelementen modelliert (Finite-ElementeModell), die aussteifenden Querrahmen und die Längssteifen zur Verringerung des Rechenaufwandes mittels exzentrisch angeschlossener Stäbe. An den Anschlussstellen zum Beton und über den Lagern wurden Querschotte mit den Steifigkeiten der Verankerungsund Auflagerquerträger vorgesehen.

Die Betonfahrbahn wurde als zusätzliche starr gekoppelte Fläche oberhalb des Fahrbahnblechs angeordnet.

An diesem Modell wurden die globalen Nachweise im Grenzzustand der Tragund der Gebrauchstauglichkeit nach Eurocode einschließlich niederländischen Anhangs und nach den ergänzenden Vorschriften der niederländischen Eisenbahn geführt. Die Lastansätze erfolgten ebenfalls nach jenen Vorschriften, wobei die Verkehrslasten zur Vereinfachung als Streckenlasten über den Hauptträgerstegen angesetzt wurden.

Alle Berechnungen erfolgten an den globalen Modellen mit dem Programmsystem »Sofistik« und an den lokalen Modellen mit »InfoCAD« und »Sofistik«.

Bei der Schnittgrößenermittlung für den Endzustand wurden die in Bild 22 dargestellten Bauzustände berücksichtigt, deren temporäre Schnittkraftzustände sich ins Tragwerk einprägen. Dabei waren am Modell Ergänzungen für die Hilfsstützen und Montagelager vorzusehen.

BRÜCKENBAUWERKE

21 Detailansicht des Modells für die Stahlkonstruktion: Darstellung der als Stäbe modellierten Aussteifungen durch ihre Querschnitte © ipv Delft

23 Spannungen in Feldmitte infolge Mmax (unten Zug) © ipv Delft

8.2 Lokale Nachweise Für drei Bereiche des Überbaus wurden die Nachweise im Endzustand an lokalen Finite-Elemente-(FE-)Modellen geführt.

Diese drei Bereiche waren das Fahrbahndeck zusammen mit den Queraussteifungen, der Auflagerquerträger und der Verankerungsquerträger am Beton.

Das lokale Modell für das Fahrbahndeck und die Queraussteifungen bildet alle Stahlbauteile eines drei Querträgerabstände (9,477 m) langen Überbauabschnittes ab. Dies erfolgte wegen der veränderlichen Geometrie an zwei Stellen, einmal in Feldmitte mit der breitesten Fahrbahn und dem höchsten Querschnitt und einmal vor dem Verankerungsquerträger mit der schmalsten Fahrbahn und dem niedrigsten Querschnitt.

22 Bei den globalen Nachweisen berücksichtigte Bauzustände © ipv Delft

Als Lasten wurden die lokalen Einwirkungen und zur Berücksichtigung der Kräfte aus dem nicht modellierten Teil des Haupttragwerks die an den Schnittkanten des Modells angreifenden globa-

len Kräfte als Streckenlasten entlang den Blechen angesetzt. Dabei wurden nur die vorab ermittelten ungünstigsten Laststellungen der Verkehrslasten berücksichtigt.

24 Lokales Modell für die Fahrbahn und den Hauptträger mit Queraussteifungen in Feldmitte © ipv Delft

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25 Busse für Ermüdungslastmodell © ipv Delft

Zusätzlich zu den bereits beim globalen Modell beschriebenen Nachweisen wurden am lokalen Modell der Fahrbahn und der Queraussteifungen alle Ermüdungsnachweise infolge der vorgegebenen Beanspruchung aus dem Busverkehr sowie die Stabilitätsnachweise für die Fahrbahn und die Aussteifungen geführt.

Dabei wurde entsprechend der Aufgabenstellung von 60 Mio. Überfahrten der tatsächlich in Zwolle vorhandenen Busse während der Nutzungsdauer der Brücke ausgegangen.

Das lokale Modell für den Auflagerquerträger bildet alle Stahlbauteile des zwei Querträgerabstände (7,32 m) langen Überbauabschnittes über den Lagern in Achse 3 und 4 ab (Bild 26). Mit diesem Modell wurden alle lokalen Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit für den Querträger geführt, wobei zusätzlich zu den Randlasten aus dem globalen System die lokalen Verkehrslasten und die Auflagerkräfte im Bau- und im Endzustand betrachtet wurden.

27 Lokales Modell für den Verankerungsquerträger: Ansicht von der Stahlseite © ipv Delft

26 Lokales Modell für den Auflagerquerträger (ohne Deckbleche) © ipv Delft

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Das lokale Modell für den Verankerungsquerträger an der Verbindung zum Beton beinhaltet alle Stahlbauteile des 5,50 m langen Überbauabschnittes am Ende der Stahlkonstruktion (Bild 27). Mit diesem Modell wurden alle lokalen Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit für die Verbindungskonstruktion zum Beton geführt. Als Belastung wirken die Verankerungskräfte der Spannglieder, die Betondruckkräfte aus dem jeweiligen Lastfall und die an den Modellenden angreifenden Gesamtschnittgrößen. Die Geometrie und der Spannungsverlauf in der Betondruckzone – siehe Bild 28 – wurden für den Lastansatz jeweils in einer separaten Berechnung ermittelt.

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28 Betondruckkräfte auf den Verankerungsquerträger aus Längskraft und Moment © ipv Delft

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9 Rechenmodelle für das Einfahren Für die Bauzustände beim Einfahren des Stahlüberbaus wurden die globalen Nachweise an dem bereits erläuterten FE-Modell geführt. Dazu musste es aber um die Modellierung der Traggerüste auf den Transportfahrzeugen, der Transportfahrzeuge mit ihren einzelnen Achsen, des Zusatzballastes und der Baugrundnachgiebigkeit ergänzt werden. Dies erfolgte getrennt für die unterschiedlichen Hilfskonstruktionen in den Verschubphasen 0, 1 und 2. Dabei war zu berücksichtigen, dass in jeder Phase andere Gruppen von Rädern bezüglich der Aufnahme von Vertikallasten hydraulisch verbunden waren. Mit dieser Gruppenbildung wurde jeweils die Stabilität der Gesamtanordnung gesichert, ohne dass zu große Zwängungen auftraten.

Neben den Lasten aus der ca. 1.000 t schweren Stahlkonstruktion und aus 420 t Zusatzballast und geringen Verkehrslasten aus der Montage waren bei den Nachweisen für das Einfahren auch folgende Sonderlasten zu beachten, welche vorab mit der ausführenden Firma definiert und vom Auftraggeber genehmigt worden waren:

29 Einfahrphasen: Anheben, Vorschub über Bahn, Positionierung auf den Stützen (v.o.n.u.) © ipv Delft

– Trägheitskräfte aus Bremsen (Nothalt) – Kräfte infolge Fahrfehlern (längs und quer) – Ungenauigkeiten bei der Ballastierung und der Verteilung des Eigengewichtes – Windlasten beim Fahren und höhere Windlasten beim Standby – Schiefstellungen – Setzungen und Hebungen aus dem Baugrund

Bei den ungünstigsten Überlagerungen aller möglichen Einwirkungen während des Einfahrens konnten die Nachweise nur erbracht werden, indem abhebende Lager an der Überbauauflagerung und an den Rädern der Fahrzeuge zugelassen wurden. Eine nichtlineare Berechnung unter Einbeziehung abhebender Lager und Räder war wegen der Komplexität des Systems nicht möglich. Für einzelne Lastfälle und Lager wurde aber mit vereinfachten Ansätzen überprüft, dass das Abheben der betroffenen Lager nicht zum Stabilitätsversagen des Gesamtsystems führt. Das Abheben von Lagern wurde während des Einfahrens gesondert beobachtet.

30 Einfahrphase 1: 300 t Ballast (rot),120 t Ballast (grün), hydraulisch verbundene Fahrzeugräder (rote Umrandung)

© ipv Delft

31 Einschubphase 1 (globale Nachweise): Stabwerksmodell für Gerüste und Fahrzeuge, FE-Modell für Überbau © ipv Delft

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32 Einfahren in Phase 1: Verfahren des Überbaus vom Montageort zur Einbaustelle © ipv Delft

33 Einfahren in Phase 1: Vorschieben des Kragarmes über die Bahnanlagen © ipv Delft

34 Einfahren beim Übergang von Phase 1 zu Phase 2: Ausfahren der Mittelstütze © ipv Delft

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35 Mittelunterstützung beim Einfahren in Phase 2 © ipv Delft

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36 Verstärkungsmaßnahmen am Querrahmen für das Einfahren in Rot © ipv Delft Bauherr ProRail B. V., Utrecht, Niederlande

Beim Nachweis in Einschubphase 1 war besonders zu beachten, dass sich durch den Kragarm die Richtung des globalen Torsionsmomentes ändert. Die aussteifenden Diagonalen im Kasten werden damit nicht mehr auf Zug, sondern auf Druck beansprucht.

An den Auflagerpunkten des Überbaus in den einzelnen Einfahrzuständen waren zur Aufnahme der großen Punktlasten lokale Verstärkungen gegenüber den Abmessungen für den Endzustand erforderlich. Beispielhaft ist dies für den Querrahmen 21 in Bild 36 dargestellt.

AZ_Setzpfand 19.pdf

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16.09.19

Eigentümer Stadt Zwolle Entwurf ipv Delft – creative engineers, Delft, Niederlande Autoren: Dr.-Ing Gerhard Setzpfandt Setzpfandt Beratende Ingenieure GmbH & Co. KG, Weimar Tristan Wolvekamp MSc BAM Infraconsult bv, SC Gouda, Niederlande Dipl.-Des. Marion Kresken ipv Delft – creative engineers, Delft, Niederlande

Tragwerksplanung BAM Infraconsult bv, SC Gouda, Niederlande Setzpfand Beratende Ingenieure GmbH & Co. KG, Weimar Statikprüfung Movares Nederland B.V., Utrecht, Niederlande Bauausführung BAM Infra Regional bv, SC Gouda, Niederlande Victor Buyck Steel Construction NV, Eeklo, Belgien

20:13

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BRÜCKENBAUWERKE Integrales Bauwerk im Zuge der Schweizerischen Hauptstraße H 212

Brücke Chinegga als Teil der Umfahrung Stalden von Wolfgang Linder

Für die Chineggabrücke konnte durch eine erneute Variantenstudie auf Basis eines Bauprojekts aus dem Jahr 2012 eine erhebliche Verbesserung des Tragwerkskonzepts erzielt werden. Die wesentlichen Vorteile der Konzeptänderung sind folgende: − Durch die Zusammenfassung von zwei veranschlagten Via dukten zu einer einzigen Spann betonbrücke konnten zwei Widerlager eingespart und durch ein sehr einfaches Auflager ersetzt werden. − Wegen der integralen Bauweise entfallen sämtliche vier Fahr- bahnübergänge und statt zwölf Brückenlagern ist nur noch eines notwendig.

Neben den Kostenvorteilen ergibt sich daraus ein robustes, unterhaltsarmes und dauerhaftes Bauwerk.

Die ausschließliche Verwendung von Beton, welcher vor Ort verfügbar ist, ermöglichte kurze Transportwege. Das Brückenbauwerk kostet inklusive des imposanten Lehrgerüsts ca. 12 Mio. sFr., die Abrechnung wird unterhalb der Vergabesumme liegen. Das Bauprogramm wird eingehalten und die Brücke bis Ende Oktober 2019 fertigestellt sein.

1 Chineggabrücke © SRP Ingenieur AG

1 Einleitung 1.1 Vorhaben, Auftrag Die Schweizerische Hauptstraße H 212 Visp–Stalden–Saas-Grund durchquert heute das Siedlungsgebiet von Stalden.

Aufgrund der großen Bedeutung des Tourismusverkehrs nach Saas-Fee und Zermatt werden insbesondere in der Hochsaison an Samstagen Spitzenbelastungen von 12.000 Kfz verzeichnet.

Dadurch entstehen große Verkehrsbehinderungen und eine hohe Lärmbelastung entlang der Ortsdurchfahrt.

Mit dem Bau einer 1,445 km langen Dorfumfahrung soll dieses Problem gelöst und Stalden vom Durchgangsverkehr befreit werden. Auf der Strecke sind sechs Brückenbauwerke und ein Tagbautunnel geplant.

Damit die Arbeit auf verschiedene Planungsbüros und Bauunternehmungen aufgeteilt werden konnte, wurde die Umfahrung in fünf Baulose aufgegliedert.

Unsere Ingenieurgemeinschaft erhielt vom Kanton Wallis im April 2014 den Gesamtauftrag für die Projektierung, Ausschreibung und Realisierung des Loses 3.8, dessen wesentlicher Bestandteil die Überbrückung der Matter Vispa darstellt.

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2 Umfahrung Stalden mit sechs Brücken und einem Tunnel © Dienststelle für Mobilität

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3 Bauprojekt: Brücken Chinegga und Bielmatta © Diggelmann und Partner AG

1.2 Grundlagen Das Los 3.8 führt von der Abzweigung der Kantonsstraße, genannt Bielmatta, kurz vor dem Dorf Stalden über den tiefen Taleinschnitt der Matter Vispa zum südlichen Chineggahang. Die Trassierung der Strecke bildete ein separates Los und war den Planungsbüros für die Kunstbauwerke durch das genehmigte Auflageprojekt vorgegeben.

Im Bauprojekt waren bereits vertieft untersuchte Entwürfe für die zwei Brücken Bielmatta und Chinegga samt einer Grobstatik enthalten, welche die Basis unseres Honorarangebots darstellten.

Vorgesehen waren Stahl-Beton-Verbundbrücken, bestehend aus Stahlhohlkästen auf der Unterseite, welche über Kopfbolzendübel mit der Betonfahrbahnplatte verbunden sind.

Das erste Bauwerk auf der Nordseite, die Brücke Bielmatta, war als Einfeldträger mit einer Spannweite von 42,30 m geplant. Nach einem 24 m langen Straßenabschnitt, auf der sogenannten Felsnase, folgte eine 199 m lange, dreifeldrige Brücke mit Spannweiten von 60 m, 79 m und 60 m. Es war beabsichtigt, die Chineggabrücke mit den beiden Pfeilern schwimmend zu lagern. Der Hohlkasten sollte in Längs- und Querrichtung unverschieblich mit den Pfeilern verbunden und auf den Widerlagern längsverschieblich gelagert sein.

Es waren für beide Brücken zusammen vier Widerlager mit jeweils vier Brückenübergängen vorgesehen. Zusammen mit den Pfeilern wären insgesamt zwölf Brückenlager erforderlich gewesen.

Die Chineggabrücke sollte im Taktschiebeverfahren erstellt werden. Das Konzept war vernünftig und realisierbar. Wir gingen davon aus, dass das Bauprojekt zügig zu verwirklichen sei.

Der Großteil der künftigen Umfahrungsstraße befindet sich im Bereich einer mächtigen Moränendecke, welche an den Hängen der Vispa aufgeschlossen ist.

Im Bereich der Brückenfundationen ist der Fels nicht oder nur von einer geringmächtigen Lockergesteinsbedeckung überlagert. Beim Festgestein handelt es sich um Metasedimente des Penninikums.

Die Gesteine werden als vorwiegend karbonatführende Chlorit-Serizit-Albitgneise und -schiefer beschrieben.

In allen Brückenfundationen treten Kernabschnitte aus massigem, kompaktem Gestein auf, in Wechsellagerung mit stark zerklüfteten, frakturierten Bereichen. Das Gestein weist zudem stellenweise eine engständige Schieferung auf, was zu einer generellen Schwächung des Gesteinsverbands führt.

Als ein wesentliches Gefährdungsbild wurde die großräumige Stabilität des Felskopfes betrachtet, auf welchem das Zwischenauflager der Brücke Chinegga zu liegen kommt. Durch den Sprengabtrag für den Felseinschnitt bestand zudem das Risiko einer zusätzlichen Schwächung des Gesteinsverbands.

Oberhalb des Brückenpfeilers 1 ist der Hang stabil. Es musste wegen der Nähe zum Fluss und der damit verbundenen Kolk-Gefährdung darauf geachtet werden, dass der Pfeiler genügend tief fundiert wird. Beim Pfeiler 2 war die Hangstabilität unklar. Verschiedene Anzeichen weisen auf eine potentielle Kriechbewegung bis in eine maximale Tiefe von 3 m im Bereich des Brückenpfeilers hin.

Die beiden Widerlager werden direkt auf stabilem Fels fundiert.

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4 Variantenstudie zur Brücke Chinegga © SRP Ingenieur AG

2 Variantenstudie Wir Tragwerksplaner waren nicht wenig überrascht, als uns der Bauherr anlässlich der Startsitzung eröffnete, dass er eine Überprüfung des bisherigen Brückenbaukonzeptes wünschte und mit Ausnahme der Linienführung neue Ideen und mögliche Varianten zu untersuchen und zu prüfen seien.

Betreffend Brückentyp wurde der Fächer an Alternativen vollständig geöffnet, das heißt, es sollte die im Auflageprojekt vorgeschlagene Stahlverbundbrücke hinterfragt werden: Innerhalb der Ingenieurgemeinschaft wurde quasi ein Projektwettbewerb gestartet. Alle drei beteiligten Planungsbüros waren gefordert, entsprechende Ideen zu entwickeln. Zunächst konzentrierte man sich auf die Überquerung des V-Tals. Es wurden sieben rudimentär entworfene und vorbemessene Brückenvarianten vorgeschlagen und bewertet.

In einer ersten Phase wurde der sogenannte Amtsentwurf aus dem Bauprojekt denkbaren Alternativen gegenübergestellt: In einem weiteren Schritt wurde die Idee untersucht, die beiden Widerlager auf der Felsnase durch ein Zwischenauflager zu ersetzen und statt zweier nur noch eine einzige durchgehende Brücke zu realisieren.

Die nunmehr acht Varianten wurden zusammen mit dem Amtsentwurf einer Nutzwertanalyse unterzogen, wobei folgende Kriterien gewichtet in die Beurteilung eingingen:

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5 Untersuchung verschiedener Pfeilerformen © Eduard Imhof/SRP Ingenieur AG

− 30 % Ästhetik, Aussehen, Gestaltung, Integration in die Umgebung − 30 % Kosten − 10 % Realisierbarkeit, Bauverfahren, Bauzeit − 20 % Dauerhaftigkeit, Unterhalt, Nachhaltigkeit, Robustheit − 5 % Bewilligungskompatibilität − 5 % Schutz vor Naturgefahren Die Bewertung erfolgte in einem Gremium aus sechs Vertretern der Bauherrschaft, dem Experten für Brückenbau, einem Architekten und drei Vertretern der Ingenieurgemeinschaft. In einem Bericht »Variantenstudie« vom September 2014 wurden die Kriterien quantitativ mit Punkten bewertet.

Nach einer Vorauswahl von drei Varianten wurde unter Berücksichtigung vertiefter Untersuchungen, insbesondere auch hinsichtlich der Kosten, die Bestvariante für den Brückenüberbau ausgewählt. Über die Pfeilerform konnte man sich zunächst nicht einigen. In einer weiteren Entwurfsphase wurde sie in ästhetischer und funktionaler Hinsicht betrachtet. Der Architekt fertigte zu diesem Zweck zehn Modelle an.

Untersucht wurden kreisrunde, ovale und polygonale Querschnitte, auch die Grundrissabmessungen wurden über die Pfeilerhöhe variiert. Aufgezeichnet und in einfachen Modellen dargestellt wurden Pfeiler mit konstantem Querschnitt oder sich nach oben verjüngendem Querschnitt (konische Form), wobei im obersten Bereich zudem ein konstanter oder ein sich wieder öffnender Querschnitt miteinbezogen wurde.

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6 Längsschnitt mit Geologie der Ausführungsvariante © SRP Ingenieur AG/Rovina & Partner AG

3 Konzept der Chineggabrücke 3.1 Gesamttragwerk

(Form, Modell, Lagerung) Als beste Variante stellte sich eine einzige durchgehende Brücke über vier Felder heraus. Für die Materialisierung wurde statt einer Stahlverbundlösung eine reine Spannbetonkonzeption gewählt: Sie ist kostengünstiger, und es entfallen die Übergänge zwischen Beton und Stahl.

Bei den Unterbauten fiel die Wahl auf einfache, schlanke und schlichte Rundpfeiler. Damit sollte die gewünschte Zurückhaltung in dieser atemberaubenden Landschaft unterstrichen werden.

Die Brücke hat eine Länge von 271 m und überquert den gesamten Taleinschnitt mit ≤ 73,40 m Höhe über dem Talgrund.

Die vierfeldrige Brücke gliedert sich in Spannweiten von 54 m, 78 m, 78 m und 60 m.

Sie steigt von Nord nach Süd mit einer nahezu konstanten mittleren Neigung von 5,60 % an. Über die gesamte Brückenlänge ergibt sich so ein Anstieg um ca. 15 m.

Der Grundriss weist über den Hauptspannweiten eine langgezogene Kurve mit einem konstanten Radius von 135 m auf. Im ersten Feld nach dem Widerlager Nord ist der Radius mit 75 m deutlich kleiner, dies zur Anpassung an die bestehende Verkehrsführung.

7 Situation der Ausführungsvariante © SRP Ingenieur AG

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3.2 Überbau Der Überbau besteht aus einem Stahlbetonhohlkasten, welcher in der Brückenachse eine konstante Höhe von 3 m aufweist. Die gevoutete Fahrbahnplatte hat eine minimale Dicke von 25 cm. Die Konsolplattenauskragung ist konstant 2,70 m breit, ihre Dicke variiert von 35 cm beim Steg auf 25 cm beim Konsolkopf.

Die Gesamtbreite der zweispurigen Fahrbahnplatte misst 10,14 m. Durch die Aufweitung beim Widerlager Nord auf drei Spuren wächst die Breite der Brücke auf ca. 13,10 m an. Die Stegdicken betragen im Feldquerschnitt je 60 cm und steigen im Bereich der Stützen kontinuierlich auf 85 cm an. Die Dicke der unteren Kastenplatte ändert sich von 20 cm im Feld auf 95 cm im Bereich der Druckplatte bei den Stützen.

9 10 Etappierung und Vorspannkonzept

© SRP Ingenieur AG

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8 Normalquerschnitt © SRP Ingenieur AG

Über den Pfeilern und dem Zwischenauflager wurde der Betonkasten mit einem 2,50 m dicken Querträger mit einer Durchgangsöffnung von 1,20 m x 1,50 m für Werkleitungen und Unterhalt ausgestattet.

In Querrichtung ist die Fahrbahnplatte konstant um 5 % geneigt, während die untere Platte horizontal verläuft. Dies führt zu variablen Höhen der beiden Stege.

Die Brücke ist längsvorgespannt. Für die Vorspannung werden neundrähtige Litzenspannglieder im Verbund, Kategorie b, verwendet. Basierend auf dem Betoniervorgang und um die Kabellänge zu begrenzen, wurde die Vorspannung in fünf Spanngliedgruppen aufgeteilt. Jede dieser Gruppen besteht aus 2 x 2 Kabeln mit jeweils 27 Litzen, und jedes dieser Kabel hat eine maximale Vorspannkraft von 5.270 kN.

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Die Kabel haben in Anlehnung an das Biegemoment einen nahezu parabelförmigen Verlauf. Bei den Stützen werden pro Seite zwei Kabel überlappt. Im Stützbereich sind somit pro Steg sechs und im Feldbereich 2 x 4 Kabel vorhanden. Über den Stützen beträgt die Vorspannkraft aller Kabel ca. 63 MN, was der Masse von ungefähr 105 Lokomotiven à 60 t entspricht.

In der Arbeitsfuge am Ende jeder Betonieretappe laufen pro Steg immer zwei Kabel durch, und zwei werden gekoppelt.

Dies hat den Vorteil, dass jeweils zwei Kabel an der Koppelstelle durchlaufen und nur zwei gekoppelt werden müssen.

Die gewählte Spanngliedführung lässt es zu, dass bei jeder Etappe nach dem Betonieren des Trogquerschnittes zur Entlastung des Lehrgerüstes eine teilweise Vorspannung aufgebracht werden konnte.

Nach dem Betonieren der Fahrbahnplatte werden die 2 x 4 Kabel bei den Koppelfugen und den Spann-Nischen voll vorgespannt, so dass die elastischen Verkürzungen aus der Vorspannung nicht über die gesamte Brückenlänge aufaddiert werden.

11 Pfeiler 1: Etappierung © BG Ingénieurs SA / SRP Ingenieur AG

3.3 Pfeiler und Brunnengründungen Die beiden bis 62,30 m hohen Rundpfeiler haben eine leicht konische Form mit einem Anzug von 100:1. Der Durchmesser bei der Einspannung in den Überbau beträgt 2,20 m und wächst bis zum Fundament auf maximal 3,44 m (Pfeiler 1) an.

Die Pfeiler sind auch im Schachtfundament voll eingespannt.

Die Brunnengründungen verfügen über einen Durchmesser von 5 m, wurden 8 m tief in den gesunden Fels eingebunden und vollständig ausbetoniert. Der Voraushub bis zum Felshorizont wurde mit einer bis zu 15 m hohen vernagelten Spritzbetonwand permanent gesichert.

12 Pfeiler 1 mit Kletterschalung und Treppenturm © Wolfgang Linder

Die Pfeiler weisen am Fuß, bei der Einspannung in den Schacht, eine maximale Normalkraft von 32,70 MN auf. Dies führt im Beton zu einer mittleren Druckspannung von 3,50 N/mm2. Am Pfeilerkopf ist die mittlere Druckspannung mit 5,80 N/mm2 zwar höher, aber noch immer deutlich tiefer, als der Beton dies zulassen würde. Die Pfeiler sind damit nicht ausgenutzt und hätten schlanker oder innen hohl gebaut werden können.

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BRÜCKENBAUWERKE 3.4 Widerlager Die beiden Widerlager Nord und Süd sind konzeptionell identisch. Die Auflagerkräfte werden über Flachfundationen auf die wenige Meter unter dem Terrain liegende Felsoberfläche geleitet, wobei der Brückenüberbau mit dem Widerlager monolithisch verbunden ist. Die Fundamentabmessungen und die Erdauflast wurden so groß gewählt, dass auch die gesamten Reaktionskräfte aus den Hori-

zontalbeanspruchungen, Wind- und Erdbebeneinwirkungen, einschließlich der Zwangsschnittgrößen über Sohlreibung in den Baugrund eingetragen werden können. Auf Anker wurde bewusst verzichtet.

Hinter dem Endquerträger, der gleichzeitig die Widerlagerwand darstellt, ist ein begehbarer Kontrollraum als Zugang zum Brückenhohlkasten angeordnet.

13 Statisches Modell des Widerlagers Süd © SRP Ingenieur AG

15 Querschnitt beim Zwischenauflager © SRP Ingenieur AG

17 Neoprenlager zur Torsionssicherung und seitlich gehaltenes Topflager © SRP Ingenieur AG

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Die dahinterliegende Schleppplatte ist ebenfalls fugenlos mit der Brückenplatte verbunden.

Das um eine Fahrspur breitere Widerlager Nord verläuft zur besseren Anpassung an das Gelände mit einer Schiefe von 60° gegenüber der Brückenachse.

14 Widerlager Nord mit Querträger-Anschlussbewehrung © Wolfgang Linder

16 Bewehrung des Zwischenauflagers © Wolfgang Linder

18 Allseitig verschiebliches Topflager im Endzustand © SRP Ingenieur AG

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19 Betonsorten © SRP Ingenieur AG

3.5 Zwischenauflager Die Felsnase bildet quasi einen natürlichen Pfeiler. Die Brücke ist über ein allseits bewegliches Kalottenlager auf einem flachgegründeten Betonsockel auf Fels abgestellt.

Die beiden seitlich angeordneten Sockel dienten während des Bauvorgangs einer torsionssteifen Lagerung. Das Kalottenlager war bis zur Fertigstellung der letzten Betonieretappe und dem Zusammenschluss mit dem Widerlager Süd in Querrichtung zur Stabilisierung gegen Windkräfte blockiert.

Die Lasteinleitung geschieht im Zentrum der Plattform des Felseinschnittes, welcher durch den Felsabtrag zuvor entlastet wurde. Der teils zerklüftete Fels kann die Lagerreaktionen problemlos aufnehmen.

4 Materialisierung 4.1 Beton Der Beton ist Hauptbestandteil des Bauwerks. Insgesamt wurden neun Betonsorten definiert und den Bauteilen zugeordnet, die sechs wichtigsten sind in Bild 19 dargestellt.

Besonderer Wert wurde auf die AAR-Beständigkeit des Betons gelegt, gefordert waren die Präventionsklassen P 2 und P 3.

Wegen der teils massigen Bauteile wurde fast ausnahmslos Zement mit niedriger und sehr niedriger Hydratationswärme verlangt. Der Brückenüberbau wurde mit einer Festigkeitsklasse C35/45 dimensioniert. Der verwendete Beton mit 370 kg/m3 Zement CEM III/B L-LH/SR übertraf die geforderte Festigkeit mit einem Mittelwert um 55 N/mm2 deutlich.

Bereits nach sieben Tagen konnte jeweils die volle Vorspannkraft aufgebracht werden. Obwohl der Beton die Konsistenzklasse F 5 aufwies und durchaus pumpbar gewesen wäre, entschied sich der Bauunternehmer zum Einbau mit Krankübeln.

4.2 Betonstahl Weil die Brücke gegen Erdbeben als nicht duktiles Bauwerk bemessen wurde, konnte fast ausnahmslos Betonstahl B 500B verwendet werden. Lediglich bei den Konsolköpfen wurde zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit für die Bügel ein nichtrostender Stahl, Werkstoffnummer 1.4003, mit 50 mm Betondeckung eingebaut. Bis zum normalen Betonstahl der Längsbewehrung beträgt damit die Betondeckung nominal 60 mm.

4.3 Vorspannung Das verwendete Litzenspannsystem im Verbund der Kategorie b mit der Stahlqualität Y1860S7 15/7 wird durch ein PT Plus-Kunststoffhüllrohr zusätzlich gegen Korrosion geschützt. Wegen der vorhandenen Platzverhältnisse konnten statt Gussspannköpfen normale Ankerplatten mit Abmessungen 420 mm x 420 mm x 60 mm zum Einsatz kommen. Aus Gründen der Vereinfachung wurden alle 20 Kabel als Typ 27 06 (27 Litzen pro Kabel) ausgeführt. Um beidseitig vorspannen zu können, wurden für alle Spannköpfe bewegliche Anker verwendet.

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4.4 Belag Auf die durch Kugelstrahlen und Epoxidharz vorbehandelte Fahrbahnplatte folgt eine Polymerbitumendichtungsbahn EP5.0 MA. Auf Vorschlag der ausführenden Unternehmung wurden nicht wie üblich zwei, sondern drei Gussasphaltschichten in planmäßigen Dicken von 2 x 30 mm und 35 mm eingebaut. Verwendet wird für alle Schichten die Qualität MA 11H. Die ersten beiden Schichten dienen dem Toleranzausgleich, während die Verschleißschicht mit einer konstanten Dicke aufgebracht werden muss.

5 Ausschreibung und Vergabe Zur Vermeidung von Widersprüchen wurde die Ausschreibung der Brücke innerhalb der Ingenieurgemeinschaft ausschließlich durch das federführende Büro durchgeführt. Unterstützend wirkte der spätere Bauleiter des Kantons mit.

Das Dossier der Ausschreibung umfasste 30 Beilagen und enthielt bereits Ausführungspläne (Schalung, Bewehrung und Vorspannung) einer kompletten Etappe des Brückenüberbaus.

Die Ausschreibung wurde im Dezember 2016 über die SIMAP-Plattform lanciert.

Bis 23. Februar 2017 wurden sieben Angebote eingereicht, die alle gültig waren.

Für das ausgeschriebene Bauverfahren mit Lehrgerüst wurde keine Variante angeboten.

Die sechs günstigsten Angebote lagen innerhalb einer Bandbreite von 15 %, lediglich eines war höher. Die Auswertung der Qualität und Leistungsfähigkeit der Angebote hatte zum Ergebnis, dass die preislich günstigste Offerte von einer etablierten und guten Unternehmung abgegeben wurde, welche dann auch den Auftrag für 12 Mio. sFr. erhielt.

21 Segment-Kletterschalung für konische Rundpfeiler © Ulrich Imboden AG

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20 Detail der Brückenplatte © SRP Ingenieur AG

Eine kürzlich durchgeführte Endkostenprognose weist darauf hin, dass unter der Vergabesumme abgerechnet werden kann.

Das Baulos 3.8 beinhaltet neben der Brücke auch den vorgängig ausgeführten Felseinschnitt beim Zwischenauflager und Steinschlagschutzmaßnahmen sowie den T-Knotenanschluss beim Widerlager Nord, welcher voraussichtlich erst in den Jahren 2022–23 realisiert werden wird.

Die gesamten Baukosten des Loses 3.8 werden einschließlich Nebenkosten und Honoraren auf 15,20 Mio. sFr. geschätzt.

22 Bewehrungsrost am Pfeilerkopf © Wolfgang Linder

6 Realisierung Die Erschließung der Baustelle erfolgte von Norden her über die angrenzende Hauptstraße. Der Widerlagerbereich konnte direkt von dieser Straße aus angedient werden. Der Talgrund wurde über einen bestehenden Weg mit einem Gefälle ≤ 24 % angefahren. Von dort aus konnte direkt die Baustelle für den Pfeiler 1 erreicht werden. Für den Zugang zum Pfeiler 2 wurde eine Hilfsbrücke über die Vispa erstellt. Das Widerlager Süd wurde über eine neuangelegte Baustraße angebunden, welche ebenfalls ein Gefälle ≤ 24 % aufweist. Die Erschließung des Zwischenauflagers, der Baustellen für die Lehrgerüstfundationen und der beiden Pfeiler erfolgte über zwei Hochbaukräne mit einer Ausladung von 75 m und Hakenhöhen bis 82 m.

Der kleinere Kran wurde nach der Fertigstellung der zweiten Etappe des Überbaus vom Widerlager Nord zum Widerlager Süd verschoben.

Die beiden konischen Pfeiler wurden etappenweise parallel mit einer runden Stahlkletterschalung erstellt, wie sie auch für große Windräder zur Energieerzeugung zum Einsatz kommt.

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23 Lehrgerüst in Bauphase 2 © Thomas Andenmatten

Eine besondere Herausforderung war der Bau des Lehrgerüstes. Wegen der steilen Talflanken mussten sechs teilweise auf Mikropfählen gegründete Lehrgerüstfundamente und frei stehende Türme unter schwierigsten Bedingungen errichtet werden. Die je zwei Gerüsttürme neben

den Pfeilern konnten auf der Schachtgründung abgestellt und mit den Pfeilern gekoppelt werden.

Auf Traversen an den Turmspitzen wurden Fachwerkträger verlegt, welche über Schifthölzer den in Querrichtung horizontalen Schalboden aufnahmen.

Die Kosten für das Lehrgerüst betragen rund ein Fünftel der gesamten Baukosten.

Der Materialaufwand für die teilweise mehrfach eingesetzten Stahlbauteile betrug ca. 1.100 t.

24 Lehrgerüst in Bauphase 3 © Thomas Andenmatten

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25 Querträgerbewehrung über Pfeiler 1 © Wolfgang Linder

Als Überbauschalung dienten vorgefertigte Elemente, welche auf dem Schalboden abgestellt und ausgerichtet wurden. Pro Etappe wurde ohne Unterbruch zunächst der U-förmige Trog betoniert und teilweise vorgespannt.

Ein paar Wochen später folgte die Fahrbahnplatte. Anschließend wurde die Etappe voll vorgespannt.

26 Trogbewehrung mit den Spann-Nischen © Wolfgang Linder

27 Montage der Spanngliedkopplung in Feld 4 © Wolfgang Linder

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28 Betonieren der Fahrbahnplatte in Etappe 2 © Oriana Cordaro

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29 Bauphase 1: August 2017 bis Juni 2018 © SRP Ingenieur AG/Van Randen LGB AG

30 Bauphase 2: Mai 2018 bis Oktober 2018 © SRP Ingenieur AG/Van Randen LGB AG

31 Bauphase 3: August 2018 bis April 2019 © SRP Ingenieur AG/Van Randen LGB AG

Die Herstellung des Überbaus wurde in vier Etappen von Nord nach Süd ausgeführt. Die erste Etappe entspricht der Spannweite des Feldes plus einem 15,60 m langen Kragarm. Die nächsten beiden Etappen sind 78 m lang, und für die letzte Etappe bleiben noch 44,4 m.

Der Etappenstoß liegt damit ungefähr im Fünftelspunkt der Hauptspannweiten.

Die letzte und vierte Etappe ist um die Kragarmlänge kürzer als die Feldspannweite.

32 Bauphase 4: März 2019 bis August 2019 © SRP Ingenieur AG/Van Randen LGB AG

Entsprechend den Vorspann- und Bauetappen wurde der eigentliche Brückenbau in vier sich überschneidende Bauphasen eingeteilt.

Die Abdichtungsarbeiten und der Gussasphaltbelag werden parallel zum Rückbau und zu den sonstigen Fertigstellungsarbeiten bis Anfang November 2019 ausgeführt.

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33 Abbau der Zwangsnormalkraft mit zunehmendem Öffnungswinkel © SRP Ingenieur AG

7 Besonderheiten des Tragwerkskonzepts Es wird eine integrale Brücke realisiert.

Das heißt, die beiden Pfeiler und die beiden Widerlager werden monolithisch, also ohne Lager und ohne Fahrbahnübergänge, fugenlos zusammenbetoniert.

Lediglich beim Zwischenauflager wurde ein allseitig frei bewegliches Lager eingebaut.

Bei einer Brückenlänge von 271 m ist die integrale Bauweise selten. Die entscheidende Rolle spielt dabei der Öffnungswinkel des Kreisbogens im Grundriss.

Eine gerade Brücke, Öffnungswinkel α = 0°, erzeugt wegen der behinderten Verformung Zwangsbeanspruchungen im Überbau. In Bild 33 dargestellt ist die Normalkraft in der Brückenachse. Je steifer die Widerlager gegründet sind, desto größer ist diese Normalkraft. Bei einer Gründung auf Fels ist die Nachgiebigkeit

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34 Bezogene Zwangsnormalkraft in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel © SRP Ingenieur AG

der Widerlager so klein, dass sich die Normalkraft praktisch nur aus der Steifigkeit des Überbaus ergibt. Bei einer Brücke mit 270 m Länge sind solche Kräfte bzw. die resultierenden Verformungen nicht beherrschbar. Mit zunehmendem Öffnungswinkel kann die Brücke seitlich ausweichen, und die Normalkraft aus Zwangsbeanspruchungen nimmt rasant ab. Bei Gründungen auf Fels ist jene Abnahme deutlich stärker ausgeprägt als bei nachgiebigem Baugrund.

Der Einfluss der Gründungssteifigkeit nimmt also mit zunehmendem Öffnungswinkel ab. Bereits bei einem Öffnungswinkel um 60° ist die Normalkraft fast unabhängig von der Gründungssteifigkeit. Bei einem Öffnungswinkel von 120° ist die Normalkraft nominal praktisch unabhängig davon und gut beherrschbar.

35 Seitliches Ausweichen in Brückenmitte in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel © SRP Ingenieur AG

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Das Ausweichen der Brücke in Querrichtung dy erzeugt im Überbau Biegemomente Mz um die Vertikalachse.

Das Einspannmoment in die Widerlager versucht diese um die Vertikalachse zu drehen. Bei kleinen Öffnungswinkeln und Lagerung auf Fels ist eine derartige Beanspruchung mit vernünftigen Mitteln ebenfalls nicht lösbar. Bei einem Öffnungswinkel um 60° zeigt sich noch eine deutliche Abhängigkeit von der Gründungssteifigkeit. Bei einem Öffnungswinkel von 120° reduziert sich das Einspannmoment nochmals deutlich und ist nun auch nahezu unabhängig von der Gründung.

36 Vertikales Einspannmoment in den Widerlagern in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel © SRP Ingenieur AG

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37 Seitliches Ausweichen in Brückenmitte für ± 20 °C © SRP Ingenieur AG

Die Chineggabrücke weist einen Öffnungswinkel des Kreissegmentes von ungefähr einem Drittelskreis (ca. 120°) auf. Damit herrschen nahezu ideale Voraussetzungen für die Realisierung einer integralen Brücke. Diese Chance wurde genutzt.

Neben dem theoretischen Hintergrund werden im Folgenden die Schnittgrößen und die seitliche Verformung der Chineggabrücke für die normative Temperatureinwirkung von ± 20 °C dargestellt.

Die maximalen Verformungen in Querrichtung, welche ungefähr in Brückenmitte auftreten und im Bereich von ± 4,60 cm liegen, verursachen nur unwesentliche Zwangsbeanspruchungen.

Die hohen runden Pfeiler und der 270 m lange Bogen des Brückenüberbaus sind vergleichsweise weiche und nachgiebige Bauteile. Diese »Weichheit« des Brückenüberbaus in horizontaler Richtung wurde bewusst durch das allseitig bewegliche Lager auf dem Zwischenauflager gesteigert. Damit bleiben die Erdbebenkräfte vergleichsweise klein, und die horizontalen Windkräfte werden einer Bogenbrücke gleich in die Widerlager abgetragen.

40 Maßgebende Schwingungsdauer 1.80 s in Längsrichtung mit einer Bemessungsbeschleunigung von 0,071 g © SRP Ingenieur AG

38 Normalkraft N in der Brückenachse in kN für +/- 20 °C © SRP Ingenieur AG

39 Biegemoment Mz um die Vertikalachse für ± 20 °C © SRP Ingenieur AG

41 Maßgebende Schwingungsdauer 0,89 s in Querrichtung mit einer Bemessungsbeschleunigung von 0,144 g © SRP Ingenieur AG

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42 »Horizontale« Bogenbrücke im August 2019 © David Bumann

Eine weitere Besonderheit der Brücke ist die Punktlagerung. Wegen der Krümmung des Bauwerks könnte es bereits auf drei Punkten statisch stabil gelagert werden. Bei einer geraden Brücke wäre das nicht möglich. Letztendlich wurde die Brücke bei den Widerlagern für alle sechs Freiheitsgrade fest eingespannt und auf quasi drei Punkten, den beiden Stützen und dem Zwischenauflager, statisch überbestimmt gelagert. Nicht zuletzt um der

Punktlagerung Ausdruck zu verschaffen, wurden filigrane runde Stützen gewählt, welche im Endzustand selbst als Pendelstützen noch einen stabilen Gleichgewichtszustand der Brücke gewährleisten würden.

Das Bauwerk verhält sich damit in horizontaler Richtung wie eine an den Widerlagern eingespannte Bogenbrücke. Betrachtet man sie von oben, wird einem dies bewusst.

So gesehen erhält das Brückendorf Stalden neben anderen wegweisenden und bereits vorhandenen Bogenbrücken von Alexandre Sarrasin und Ulrich Ruffiner eine weitere Bogenbrücke, welche aber nicht vertikal, sondern nun erstmals horizontal ausgerichtet ist.

In Sichtweite der Chineggabrücke befindet sich die 1544–1545 erstellte und in Stalden damit älteste erhaltene »Chibrigga« welche schon damals in integraler Bauweise erstellt wurde.

Ob die neue Chineggabrücke eine ähnliche Robustheit und Dauerhaftigkeit aufweisen wird, muss die Zukunft zeigen.

Autor: Wolfgang Linder Dipl.-Bau-Ing. TH/SIA SRP Ingenieur AG, Brig, Schweiz

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43 1545 fertiggestellte Chibrigga von Ulrich Ruffiner © Wolfgang Linder

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Bauherrschaft Departement für Mobilität, Raumentwicklung und Umwelt, Dienststelle für Mobilität, Kreis 1 – Oberwallis, Brig-Glis, Schweiz Projektleiter: Christoph Grand Oberbauleitung: Gaston Roth Entwurf, Tragwerks- und Ausführungsplanung Ingenieurgemeinschaft SRP-PRA-BG: SRP Ingenieur AG, Brig, Schweiz (Federführung) PRA Ingénieurs Conseils SA, Sion, Schweiz (Partner) BG Ingénieurs Conseils SA, Lausanne, Schweiz (Partner) Tragwerkskonzept und IG-Gesamtleiter: Wolfgang Linder Örtlicher Bauleiter: Christophe Carron Prüfingenieur Walter Maag, Chur, Schweiz Geologie Rovina & Partner AG, Varen, Schweiz Verkehrsplanung Planax AG, Visp, Schweiz Vermessung Rudaz + Partner AG, Visp, Schweiz Umweltgutachten und Baubegleitung Pronat AG, Brig, Schweiz Forsting Plus AG, Brig, Schweiz Gestaltung Eduard Imhof, Luzern, Schweiz Hauptunternehmer und Betonlieferant Ulrich Imboden AG, Visp, Schweiz Projektleiter: Renato Schmid Bauführerin: Sandra Imboden Polier: Philipp Zenhäusern Lehrgerüstbau Van Randen – LGB AG, Adliswil, Schweiz Vorspannung Stahlton AG, Tafers, Schweiz Brückenabdichtung Plasco AG, Niedergesteln, Schweiz Brückenlager Mageba SA, Bülach, Schweiz Gussasphaltbelag Aeschlimann AG, Zofingen , Schweiz Brückenentwässerung Rowatec AG, Volketswil, Schweiz Leitschranken Walo Bertschinger AG, Dietikon, Schweiz Baugrubensicherung Moix & Zorzi SA, Sion, Schweiz

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BRÜCKENBAUWERKE Zwei neue Brücken für den 3. und 10. Gemeindebezirk

Kempelenbrücke und Hüttenbrennersteg in Wien von Andreas Hierreich, Norbert Maderböck

Das Gebiet um den Wiener Hauptbahnhof erhält westlich der ÖBBTrasse zwei neue Brücken über die Gudrunstraße. Damit wurden zusätzliche Verbindungen zwischen dem 3. und 10. Bezirk geschaffen.

Die beiden Stahltragwerke, welche auf eine Länge von ca. 35 m über die Unterführung Gudrunstraße gespannt sind, beschreiben im Querschnitt eine Wanne. Um die entsprechend dem Gestaltungskonzept vorgesehene geschlossene und gekrümmte Untersicht zu erzielen, wurden die Bleche in Längs- und Querrichtung an einen kontinuierlichen Krümmungsverlauf angenähert ausgeführt. Nach einer Gesamtbauzeit von rund zwei Jahren konnten die beiden gelungenen Brückentragwerke im Februar 2018 der Stadt Wien übergeben werden.

1 Süd-Ost-Bahnhof vor Baubeginn des Hauptbahnhofs © Luftbild wien.gv.at

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1 Aufgabenstellung und Randbedingungen Parallel zum Neubau des Hauptbahnhofs Wien erfolgt die städtebauliche Entwicklung der angrenzenden Gebiete. Dabei werden bestehende Straßen adaptiert und neue für die innere Erschließung errichtet. Besonderer Wert wird dabei auf die Attraktivierung des Fußgänger- und Radverkehrs sowie des öffentlichen Verkehrs gelegt. Aufgrund dieser und anderer städtebaulicher Randbedingungen wurden von der Stadt Wien zwei barrierefreie Brücken über die Zulaufstrecke zum Hauptbahnhof und zwei weitere barrierefreie Brücken über die Unterführung Gudrunstraße in der übergeordneten Verkehrsplanung vorgesehen.

Die Erfüllung der oben genannten Attraktivitätsziele lässt sich plakativ anhand der realisierten Nutzbreiten für die einzelnen Verkehrsteilnehmer ablesen: Die Summe der Nutzbreiten für den motorisierten Individualverkehr (Kempelenbrücke: 6,70 m; Südbahnhofbrücke 8,00 m) beträgt 14,70 m, jene für den nichtmotorisierten Individualverkehr (Kempelenbrücke 4,00 m; Hüttenbrennersteg 4,00 m; Südbahnhofbrücke 6,00 m; Arsenalsteg 6,00 m) hingegen 20,00 m. Rund 60 % der neuen Brückenflächen dienen also dem Fußgänger- und Radverkehr!

Alle vier angeführten Brücken wurden von Axis Ingenieurleistungen, die über die Bahntrasse in Arbeitsgemeinschaften, geplant.

Nachfolgend werden die zwei Brücken über die Unterführung Gudrunstraße beschrieben.

Diese Unterführung der südlichen Bahntrasse zum Hauptbahnhof wird von ca.

16 m auf ca. 30 m aufgeweitet, wobei der Großteil der Verbreiterung dem nichtmotorisierten und dem öffentlichen Verkehr zugutekommt.

Die westlich der Bahn gelegene Kempelenbrücke sollte, vorgesehen für eine gemischte Nutzung aus motorisiertem Individualverkehr sowie Fuß- und Radweg, mit dem Ziel einer zusätzlichen Anbindung des Areals des neuen Hauptbahnhofes an den 10. Wiener Gemeindebezirk hergestellt werden. Mit der Errichtung des östlich der Bahnanlagen anzuordnenden Hüttenbrennersteges war eine barrierefreie Rad- und Fußwegverbindung und insbesondere ein Lückenschluss des städtischen Radwegenetzes zwischen dem 3. und dem 11. Wiener Gemeindebezirk zu realisieren.

2 Stadtentwicklungsgebiet Hauptbahnhof: verbindende Brücken © Luftbild wien.gv.at

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Die an Axis Ingenieurleistungen beauftragten Planungsleistungen umfassten primär die Entwurfs-, Ausschreibungsund Ausführungsplanung des Hüttenbrennersteges und der Kempelenbrücke, die Verbreiterung der Unterführung Gudrunstraße wurde von dritter Seite geplant. Die Konzeption der »Nahtstellen« zwischen dem Unterführungsbauwerk und den Brückentragwerken, die Zusammenführung der Ausschreibung der Bauleistungen und die Planung des gesamten Bauablaufes erfolgten durch Axis Ingenieurleistungen.

2 Gestaltungskonzept und Vorgaben Mit der architektonischen Begleitplanung wurde im Vorlauf zur Brückenplanung von der Magistratsabteilung MA 19 Architektur und Stadtgestaltung das Büro günter mohr – architekt beauftragt. Dieses Gestaltungskonzept sollte die Grundlage für das von der Stadt Wien, Magistratsabteilung 29 Brückenbau und Grundbau durchgeführte Vergabeverfahren darstellen.

Die beiden neuen Brücken sollten als eine »Gestaltungsfamilie« erkennbar sein. Aus den baulichen Randbedingungen, wie – erforderliche lichte Höhe in der Unterführung, insbesondere im Bereich der mittig in der Unterführung gelegenen Straßenbahntrasse, – Anschlusshöhen an den Brückenenden, Barrierefreiheit und der daraus resultierenden Anforderung an eine möglichst geringe Konstruktionshöhe, wurde die gestalterische Grundidee der Brückenfamilie in Form von stützenfreien Trogbrücken mit einem homogenen Erscheinungsbild abgeleitet. Die Untersicht zur Unterführung Gudrunstraße sollte geschlossen und die Konstruktion gemeinsam mit den Brüstungsträgern als dreidimensionales Raumtragwerk von unten ablesbar sein: Prinzipien der Untersicht als fünfte Fassade. Die Wangenträger waren so weit wie möglich in einzelne Stäbe aufzulösen, um ein transparentes Erscheinungsbild und eine großzügige Durchsicht in den Straßenraum, insbesondere für Personen mit niedriger Augenpunkthöhe, zum Beispiel Kinder und Rollstuhlfahrer, zu gewährleisten.

3 Die Bestbieterermittlung Die Aufträge zu den vier eingangs genannten Brückenbauwerken wurden von Axis Ingenieurleistungen, jeweils in einem zweistufigen Verfahren, nach dem Bestbieterprinzip gewonnen. In deren zweiter Stufe war die Erstellung eines sogenannten »Qualitätsangebotes«, welches eine ingenieurmäßige Ausarbeitung des Planungskonzeptes beinhaltete, obligatorisch.

Da bei der Kempelenbrücke und dem Hüttenbrennersteg das Gestaltungskonzept bereits vorgegeben war und damit auch einige Prinzipien des Tragwerksentwurfes, haben wir uns im Qualitätsanbot in weiterer Folge auf die Darstellung unserer – über den »klassischen« Brückenbau hinausgehenden – Fachkompetenzen samt der daraus resultierenden Innovationskraft unseres Unternehmens konzentriert. Ein wesentliches Ziel dabei war die Transformation des Gestaltungskonzeptes in ein hochwertiges Brückentragwerk nach technisch-wirtschaftlichen Aspekten unter Beachtung von Stakeholder-Interessen. Das heißt, in einem von Axis Ingenieurleistungen intern durchgeführten Value-Engineering-Prozess wurden mögliche Optimierungspotentiale erhoben.

3 4 Unterführung Gudrunstraße: vor und nach der Verbreiterung mit den Brückenverbindungen

© Axis Ingenieurleistungen ZT GmbH

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BRÜCKENBAUWERKE

5 Visualisierung der Kempelenbrücke © günter mohr – architekt

Beispielhaft kann die gewählte Vorgangsweise anhand des Themas »Fundierung Südseite« erläutert werden: In der als Basis für die Bearbeitung des Qualitätsangebotes von der Auftraggeberin beigestellten Machbarkeitsstudie war eine Tieffundierung mittels Großbohrpfählen hinter der bestehenden und zu erhaltenden historischen (Schwergewichts-) Stützmauer vorgesehen. In dieser bautechnisch einwandfreien Lösung wurde eine verkehrliche Einschränkung des Kreuzungsplateaus erkannt, da das Brückenende über die Hinterkante der Stützmauer hinausgeragt hätte und damit zu räumlichen Zwängen für den Straßenbau und knapp bemessene Sichtbeziehungen für die Verkehrsteilnehmer geführt hätte.

Als wesentliche Verbesserung der verkehrlichen Anlageverhältnisse wurde daher eine Fundierung mittels Kleinbohrpfählen durch die Stützmauer konzipiert.

Dadurch konnte die Brückenlänge wesentlich verringert und gleichzeitig die Verkehrsverhältnisse im Kreuzungsbereich optimiert werden, unter anderem die Sichtbeziehungen und die Anordnung der Gehsteige betreffend.

Aufgrund unseres breiten Planungsspektrums konnte Axis Ingenieurleistungen zum Nachweis für die Machbarkeit dieser Methode auf die Erfahrungen bei einem Referenzprojekt aus dem Hochbau (Überbauung eines gemauerten Wasserbehälters) zurückgreifen.

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4 Entwurfsplanung 4.1 Einleitung In der Entwurfsphase wurden die Ideen und Konzepte des »Qualitätsangebotes« konsequent weiterverfolgt, gestalterisch begleitet von günter mohr – architekt.

4.2 Grundsätze der Bemessung Die Bemessung erfolgte vollständig nach Eurocode und den zugehörigen nationalen Anwendungsdokumenten.

Die Belastungen wurden gemäß den ON B und EN 1991-2, Eurocode 1 »Einwirkungen auf Tragwerke – Verkehrslasten auf Brücken« angesetzt.

Kempelenbrücke, Fahrbahnbereich – Regelfahrzeug: EN 1991-2/4.3.2, Lastmodell LM 1 (Doppelachse 2 x 300 kN) Kempelenbrücke, Fuß- und RadwegBereich, und »Hüttenbrennersteg« – Regelbelastung: EN 1991-2/5.3.2.1, qk = 5,0 kN/m2 – Dienstfahrzeug: EN 1991-2/5.3.2.3, Hinterachse 80 kN, Vorderachse 40 kN Die Anpralllasten auf Überbauten wurden gemäß ÖN EN 1991-1-7 berücksichtigt.

Anforderung war, dass die Tragwerke über der Fahrbahn und der Straßenbahn eine Durchfahrtshöhe ≥ 5,00 m aufweisen. Von der in der Norm vorgesehenen Abminderung der Anprallasten wurde abgesehen, da aufgrund von Erfahrungen im innerstädtischen Bereich trotz einer lichten Höhe ≥ 5,00 m Unfälle durch Anprall an Brückentragwerken nicht auszuschließen sind.

Die Berechnung erfolgte anhand eines dreidimensionalen Finite-ElementeTragwerksmodells, zum Einsatz kam das Rechenprogramm Scia Engineer. Zur Plausibilitätsprüfung wurden Kontrollrechnungen auf Basis vereinfachter Modelle durchgeführt.

4.3 Tragwerk Beide Brücken wurden als einfeldrige Stahltrogstrukturen konzipiert. Die weitere Tragwerksbeschreibung erfolgt exemplarisch für die Kempelenbrücke.

Diese kombinierte Straßen- sowie Fußund Radwegbrücke ist insgesamt 13,90 m breit und weist eine Spannweite von ca.

31 m auf.

Das Tragwerk bildet auf der Nordseite mit den Pfählen und den Widerlagern ein integrales Bauwerk, bei dem auf Lager und Fahrbahnübergänge verzichtet werden kann. Auf der Südseite, im Bereich der Bestandsmauer der Unterführung Gudrunstraße, liegt das Tragwerk auf Elastomerlagern auf, um die Einleitung von Horizontalkräften aus Lasten oder Zwängungen in die Bestandsmauer zu vermeiden.

BRÜCKENBAUWERKE

6 Querschnitt der Kempelenbrücke © Axis Ingenieurleistungen ZT GmbH

Die primäre Tragkonstruktion besteht aus drei Längsträgern: Die außenliegenden sind in Feldmitte rahmenartig aufgelöst.

Der mittlere Längsträger ist als geschlossener Querschnitt ausgeführt, welcher gleichzeitig als Trennung zwischen der Fahrbahn und dem Fuß- und Radweg fungiert. Die Querträger sind im Abstand von ca. 3,00 m angeordnet, als Geh- und Fahrweg dient eine orthotrope Platte.

Um die in der Machbarkeitsstudie und im Gestaltungskonzept vorgesehene geschlossene Untersicht zu erzielen, wurde

die Unterseite des Tragwerkes mit einem Bodenblech geschlossen, welches unter den Längsträgern mit größerer Blechdicke, entsprechend der Mitwirkung am statischen System, angeordnet ist.

Um in Längsrichtung den optisch gewünschten kontinuierlichen Krümmungsverlauf gewährleisten zu können, kamen ebene Einzelbleche zur Ausführung, welche durch das Verschweißen mit den Querträgern in die dreidimensionale Form gebracht wurden.

Für das Tragwerk wurde zur Gewährleistung der plangemäßen Geometrie die Einhaltung der »Ergänzenden Fertigungstoleranzen, Klasse 2« gemäß EN 1090-2 vor- und ausgeschrieben.

Sämtliche Hohlkästen wurden luftdicht verschweißt.

7 Kempelenbrücke: Grundriss © Axis Ingenieurleistungen ZT GmbH

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4.4 Widerlager im Bestandsmauerwerk Die Fundierung auf der Südseite erfolgte, entsprechend der Idee aus dem Bewerbungsverfahren, mittels durch die Mauer hergestellter »Kleinbohrpfähle«. Die Abmessungen und der Zustand der südlichen Bestandsmauer wurden mit Hilfe von Kernbohrungen erhoben. Zusätzlich konnte an der nördlichen, abzubrechenden Mauer der Querschnittsaufbau erkannt werden.

Anhand der Probeöffnungen wurde festgestellt, dass hinter der Natursteinverkleidung das Bestandsmauerwerk einen sehr losen Verbund aufwies, weshalb die Mauer vor Beginn der eigentlichen Brückenbauarbeiten zu homogenisieren war. Dies erfolgte mittels horizontaler, von der Mauervorderseite aus realisierter Injektionsbohrungen, ausgeführt in den Fugen der Natursteinvormauerung, um das vorhandene optische Erscheinungsbild nicht zu beinträchtigen. Ein Versuchsfeld wurde zum Festlegen der Ausführungsparameter an der baugleichen, nördlichen Mauer hergestellt. Im Zuge intensiver Recherchen, durch Begehungen von Schächten hinter der Bestandsmauer sowie durch die Erkenntnisse aus den bereits abgebrochenen Bereichen der nördlichen Bestandsmauer wurde ermittelt, dass die Bestandsmauer über ein dichtes und intaktes Drainagesystem verfügt: Gemauerte offene Querschnitte verlaufen engmaschig parallel wie rechtwinklig zur Mauer.

Sowohl für die Herstellung der Kleinbohrpfähle als auch für die Homogenisierung wurde ein detailliertes Monitoring betrieben, das die Beobachtung möglicher Suspensionsaustritte aus den Drainagekanälen und die exakte Dokumentation der eingebrachten Mengen umfasste.

Damit ließ sich sicherstellen, dass die existierenden Drainagekanäle weiterhin intakt bleiben.

Im Bereich des Stahlbetonauflagers und des Wartungsganges hinter den Auflagersockeln wurde die Bestandsmauer inklusive der Natursteinvormauerung im notwendigen Ausmaß abgebrochen und später teilweise wieder ergänzt.

Die sichtbaren Flächen der Auflagerbank wurden in ihrer Form der Krümmung des Tragwerkes nachempfunden. Der Zugang zum Wartungsgang erfolgt über eine Gittertür vom Fuß- und Radweg der Unterführung Gudrunstraße aus.

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8 Widerlager: Fundierung durch Bestandsmauer © Axis Ingenieurleistungen ZT GmbH

9 Öffnung des Bestandsmauerwerks zur Widerlagerherstellung © Axis Ingenieurleistungen ZT GmbH

10 Südliches Widerlager »im« Bestandsmauerwerk © Axis Ingenieurleistungen ZT GmbH

BRÜCKENBAUWERKE 4.5 Integrales Widerlager und

neue Pfahlwand Die Widerlagermauer besteht aus Großbohrpfählen mit Spritzbetonausfachung und einer statisch mitwirkenden Stahlbetonvorsatzschale. Die Entwässerung des Untergrundes hinter der Widerlagermauer erfolgt mittels einer Drainagebetonauffüllung sowie an den Straßenkanal angebundener Drainagen.

Die rahmenartige Verbindung mit dem Tragwerk wurde über eine Verbundkonstruktion im Knotenbereich hergestellt.

Dabei wurde insbesondere die Kraftübertragung vom Stahltragwerk in das integrale Widerlager und in die Pfahlfundierung nachgewiesen. Die Kräfte des Stahltragwerkes werden über Kopfbolzen in den Beton sowie in die Anschlussbewehrung eingeleitet. Das biegesteife Rahmeneck wurde in Verbundbauweise hergestellt, wobei die exakte Arbeitsreihenfolge und die maximalen Toleranzen zwischen Betonbau und Stahlbau bereits in der Planung unter Berücksichtigung aller baupraktischen Aspekte festgelegt wurden. Der Einbau der gemufften Anschlussbewehrung aus den Bohrpfählen und dem Pfahlrost wurde mit »Schablonen« vorgezeichnet, so dass nach Einhub des Tragwerkes Konflikte ausgeschlossen werden konnten.

Beispielsweise wurde geplant, einzelne Bewehrungseisen schon vor dem Tragwerkseinhub in dafür vorgesehenen Bohrungen des Tagwerkes einzuschieben, um im späteren Ablauf einen einwandfreien Einbau der weiteren Bewehrung zu ermöglichen.

12 Integrales Rahmeneck: Querschnitt mit Bewehrungsführung © Axis Ingenieurleistungen ZT GmbH

11 Integration der Widerlagerfundierung in die Stützmauer © Magistrat der Stadt Wien

13 Bewehrungsführung beim integralen Rahmeneck © Magistrat der Stadt Wien

14 Integrales Rahmeneck nach Betonage © Magistrat der Stadt Wien

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BRÜCKENBAUWERKE

4.6 Schwingungsberechnung

und Analyse Nach EN 1990/A1 sollte ein Nachweis der Komfortkriterien durchgeführt werden, wenn die Grundfrequenz des Überbaus kleiner ist als – 5 Hz für Vertikalschwingungen, – 2,50 Hz für Horizontal- und Torsionsschwingungen.

Aufgrund der rechnerischen Unterschreitung dieser Eigenfrequenzen beim Hüttenbrennersteg wurden die personenund windinduzierten Schwingungen vertieft untersucht. Bei der Kempelenbrücke lagen die Eigenfrequenzen wegen ihrer Breite und der wesentlich höheren Gesamtmasse im unkritischen Bereich, eine vertiefte Betrachtung war deshalb nicht erforderlich.

Die maximalen Beschleunigungen (m/s2) wurden wie folgt festgelegt: – 0,70 für vertikale Schwingungen, – 0,20 für horizontale Schwingungen bei normaler Nutzung, – 0,40 für außergewöhnliche Menschen ansammlungen.

Für ständige, vorübergehende und außergewöhnliche Bemessungssituationen wurden folgende Festlegungen getroffen: – Personengruppe, bestehend aus 8–15 normal gehenden Personen, – Fußgängerströme (> 15 Personen), – Menschenansammlungen bei gele gentlichen »festlichen« oder »sport lichen« Ereignissen.

Nach dem »Leitfaden für Fußgängerbrücken« wurden die Bemessungssituationen TC 1 (Alltag), TC 2 (Mäßiger Verkehr) und TC 3 (Dichter Verkehr) betrachtet.

Zur Einhaltung der Komfortkriterien wurde ein Anpassungskonzept mit nachträglich in Hohlräume des Tragwerkes einzubringendem Ballast in Form eines feuergetrockneten Quarzsandes zur Reduktion der Eigenfrequenzen vorgesehen.

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Die Einbringung des Ballasts ist ein erprobtes System und erfolgt in nachstehend beschriebenen Schritten: – Die Brücke wird baulich fertiggestellt, und zwar inklusive Geländer und Belag.

Der Stahlkasten ist bis auf die Einbringöffnungen luftdicht verschweißt.

– Der Ballast wird über Öffnungen eingebracht, die Einfüllöffnungen werden anschließend dicht verschweißt. Es ist keine vollständige Füllung geplant, sondern lediglich die Erhöhung der inneren Reibung, um so eine Verbesserung des Schwingungsverhaltens zu erreichen.

– Ein zusätzlicher positiver Effekt wird über die Erhöhung der Gesamtmasse erzielt.

Die einzubauende Quarzsandmenge kann entsprechend den Ergebnissen eines Schwingungstests variiert werden.

Die gewünschte Verteilung wird über verschiedene Austrittsöffnungen und die gemessenen Fördermengen gezielt gesteuert.

4.7 Oberflächenschutz der Stahlkonstruktion Das Stahltragwerk wurde vierfach beschichtet: Grundbeschichtung, Zwischenbeschichtung, erste und zweite Deckbeschichtung. Der Aufbau und die Schichtdicken entsprechen dem Korrosionsschutzsystem S 14 gemäß RVS 15.05.11.

Die Deckschicht wurde analog dem vom Architekten gewählten Farbkonzept in DB 701 ausgeführt.

An den Tragwerksinnenseiten wurden, ergänzend zum Systemaufbau, mechanische Schutzbeschichtungen vorgesehen.

Die Oberfläche der Randbalken wurde mit einem Dünnbelag auf Stahl, geeignet für Stahlschrammborde, nach dem RVS-System S 9A realisiert.

5 Herstellungskonzept 5.1 Bauablauf Planungsvorgabe war, dass die Herstellung der Verbreiterung der Unterführung und die der Brücken unter vollständiger Aufrechterhaltung des Verkehrs (Fußgänger, Radfahrer, motorisierter Individualverkehr und Straßenbahn) erfolgen muss.

Nur für den Einhub der Brückentragwerke waren eine Unterbrechung des Straßenbahnverkehrs und eine Totalsperre der Unterführung in einem sehr engen Zeitfenster von 1:00 Uhr bis 5:00 Uhr realisierbar.

Zeitliche Aspekte von Schnittstellenprojekten wie dem Bau von angrenzenden Straßen, der Verlegung der Straßenbahngleise und diversen Einbautenverlegungen mussten berücksichtigt werden.

Der gesamte Bauablauf, der mögliche Ablauf zur Errichtung des Stahltragwerkes sowie das Montage- und Einhubkonzept wurden bereits in der Ausschreibungsphase konkret durchgeplant.

5.2 Tragwerksherstellung Aufgrund der geschlossenen, relativ »feingliedrigen« Querschnitte wurde die Reihenfolge des Zusammenbaus bereits in der Stahlbauführungsplanung festgelegt. Damit konnte sichergestellt werden, dass in dem im fertigen Zustand geschlossenen Querschnitt alle statisch erforderlichen Schweißnähte ausgeführt werden konnten.

Nach der Fertigung der Randträger war die Herstellung des Tragwerkes in folgender Reihenfolge geplant: – Herstellung der Längsträger; – Herstellung der orthotropen Platte (Deckblech inklusive Trapezsteifen); – Herstellung der Querträger; – Schließen des Querschnittes durch das »Bodenblech« mit einzelnen Blechstreifen und Dreiblechnähten, damit das statisch mittragende Bodenblech sowohl mit den Längsträgern und Steifen als auch mit den Querträgern verbunden werden konnte; – Herstellung der Endquerträger inklusive der Elemente zur integralen Einbindung in die Betonwiderlager.

BRÜCKENBAUWERKE

15 Planung der Schweißdetails © Axis Ingenieurleistungen ZT GmbH

5.3 Montage und Einhubkonzept Angestrebt wurden größtmögliche Transportabmessungen, um die Schweißarbeiten vor Ort auf ein Mindestmaß zu reduzieren. Die Lage des Vormontageplatzes und der Kranaufstellorte wurde bereits in der Ausschreibung, in Abhängigkeit von den vorliegenden Rahmenbedingungen, wie zum Beispiel der ÖBB-Trasse mit ihren starkstromführenden »Spitzenleitungen«, definiert.

In der Planung war der Einhub der Tragwerke in zwei Teilen vorgesehen. Das heißt, sie sollten auf einem Hilfsjoch aufgelegt und anschließend verschweißt werden.

16 Planung des Tragwerkszusammenbaus © Axis Ingenieurleistungen ZT GmbH

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BRÜCKENBAUWERKE

17 Querträgermontage auf dem Deckblech © Axis Ingenieurleistungen ZT GmbH

6 Bauausführung 6.1 Unterführung und Widerlager In der ersten Bauphase erfolgte die Herstellung des Unterführungsbauwerkes mit den Fundierungen und Widerlagerbereichen der beiden Brückentragwerke.

Parallel dazu wurden Werkstattplanung und Werksfertigung des Stahltragwerkes durchgeführt.

6.2 Fertigung der Stahltragwerke Die fertigungstechnischen Abläufe und Details wurden mit der ausführenden Firma im Zuge der Werksplanungen präzisiert. Aufgrund der komplexen geometrischen Form wurden im Werk alle Teile der Stahlkonstruktion mit Hilfsschweißnähten verbunden, so dass die Maß- und Passtreue bereits frühzeitig überprüft werden konnten. Vor Beginn der Korrosionsschutzarbeiten wurde die Gesamtstruktur wieder in die für den Transport und die Größe der Beschichtungsanlage geeigneten Einzelteile getrennt.

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Die wesentlichen Schritte der Werksfertigung des Stahlbaus inklusive der Korrosionsschutzarbeiten wurden von der MA 29 mit Unterstützung von Experten begleitet, um die Qualität und Dauerhaftigkeit bestmöglich sicherzustellen.

6.3 Transport, Montage, Einhub Die Anlieferung der Stahltragwerke erfolgte in größtmöglichen Teilen, das heißt in vier Teilen bei der Kempelenbrücke und zwei Teilen beim Hüttenbrennersteg, wobei die größten von ihnen Transportabmessungen von ca. 7,00 m Breite und ca. 16,00 m Länge aufwiesen.

Gerüste zum Auflegen des Tragwerkes wurden auf den vorgesehenen Vormontageflächen hergestellt. Nach dem Antransport wurde das Montagegerüst dann inklusive des gesamten Tragwerks mit einer temperierten und klimatisierten Zeltkonstruktion eingehaust, welche die Qualität der Schweiß- und Korrosions-

19 »Schwenk« vom Lkw zum Vormontagegerüst © Magistrat der Stadt Wien

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18 Endquerträger des integralen Rahmenecks © Axis Ingenieurleistungen ZT GmbH

schutzarbeiten sicherte. Im Schutz der Einhausung erfolgte die Verbindung der Brückenteile, danach wurde der Korrosionsschutz im Bereich der Montagestöße ergänzt und die abschließende Deckbeschichtung aufgebracht.

Die ausführende Firma wählte zum Einhub der Kempelenbrücke einen Raupenkran, was erlaubte, das Tragwerk mit einem Gewicht von ca. 270 t in einem Teil einzuheben. Auf das in der Ausschreibungsplanung vorgeschlagene Hilfsjoch, welches den Einhub in zwei Teilen ermöglicht hätte, konnte damit verzichtet werden.

Der gesamte Vorgang des Einhubs war exakt geplant und begann um 1:00 Uhr nach Betriebsschluss der Straßenbahn.

Bei der Kempelenbrücke wurde noch eine »Zeitreserve« bis 7:00 Uhr morgens in Anspruch genommen, wobei ab 5:00 Uhr ein Schienenersatzverkehr mit Bussen vorgesehen war.

BRÜCKENBAUWERKE

20 21 Kempelenbrücke: Einheben des kompletten Stahlüberbaus

© Magistrat der Stadt Wien

6.4 Integrales Rahmeneck

und Ausrüstungsarbeiten Die integrale Verbindung des Stahltragwerkes mit dem Widerlager und die Restarbeiten wurden in folgenden Schritten vorgenommen: – Verlegung der ergänzenden Bewehrung auf der Seite des integralen Widerlagers, – Einbau der Lager und der Fahrbahnübergangskonstruktion auf der Seite der Bestandsmauer, – Betonieren des Rahmeneckes, – Herstellung der Tragwerksabdichtung, – Asphaltierungsarbeiten, – Montage der Geländer, der Handläufe und der seitlichen Anschlüsse zum Bestand.

22 Schwingungsmessung beim Hüttenbrennersteg © Magistrat der Stadt Wien

6.5 Schwingungsmessung Nach den Asphaltierungsarbeiten wurden beim Hüttenbrennersteg die geplanten Schwingungsmessungen durchgeführt.

Das heißt, es kam ein dynamischer Schwingungserreger zum Einsatz, um dann mit Hilfe von Schwingungssensoren und Beschleunigungsaufnehmern die Eigenfrequenzen (Vertikal-, Horizontal- und Torsionsschwingungen) sowie Dämpfungen zu ermitteln. Zusätzlich wurden praxisorientierte Erregungen erzeugt, indem sich Personen auf der Brücke bewegten: normales Gehen, Laufen einer Gruppe sowie Laufen einer Gruppe mit dem Ziel, große Schwingungen zu provozieren.

Die Ergebnisse zeigten, dass die erforderlichen Komfortkriterien mit ausreichender Sicherheit eingehalten werden konnten. Der Vergleich der Rechenergebnisse mit der Praxis verdeutlichte zudem, dass die in der Literatur angegebenen und bei der Berechnung angesetzten Werte eher auf der »sicheren Seite« lagen. Das Schwingungsverhalten war in der Realität wesentlich günstiger und somit für den Nutzer komfortabler. Diese Erfahrungswerte lassen sich bei Schwingungsanalysen im Zuge zukünftiger Brückenplanungen nutzen.

7 Ausblick auf ein

langes Brückenleben Bei allen Planungsphasen und der Qualitätskontrolle während der Ausführung wurde höchster Wert auf eine dauerhafte und wartungsarme Konstruktion gelegt, um »Life Cycle Cost«-Aspekte bestmöglich umzusetzen.

Durch die angewandte semiintegrale Bauweise ist zu erwarten, dass zukünftige Wartungs- und Instandhaltungskosten für Lager und Fahrbahnübergangskonstruktionen reduziert werden können.

Die Entwässerungseinläufe wurden am Ende bzw. außerhalb des Tragwerkes angeordnet, auf Entwässerungsleitungen entlang dem Tragwerk ließ sich derart verzichten. Der Korrosionsschutz wurde exakt geplant und ausgeführt, wobei großes Augenmerk auf Übergangs- und Anschlussbereiche gelegt wurde: AsphaltStahlrandbalken, Eckausbildungen, Anschlüsse zwischen Beton und Stahl, Geländeranschlüsse etc..

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BRÜCKENBAUWERKE Darüber hinaus wurden folgende spezielle Aspekte für innerstädtische, intensiv genutzte Brückentragwerke berücksichtigt: – Verwendung robuster, vandalismusresistenter Ausbauelemente, wie zum Beispiel in Edelstahlrahmen gefasster Glasscheiben. Für einen möglichen Austausch sind die Glaselemente einzeln nach innen klappbar, um Arbeiten mit schwebender Last über der darunterliegenden Straße und Straßenbahn zu vermeiden.

– Anordnung von Leuchtmitteln nur außerhalb des Greifradius von Personen.

– Wahl von widerstandsfähigen Handläufen etc.

23 Unterführung Gudrunstraße mit fertiggestellter Kempelenbrücke © Fuchs Engineering

24 25 Kempelenbrücke in Blickrichtung Südbahnhofbrücke

© Fuchs Engineering

Den Bewohnern der Stadt Wien konnten zwei benutzerfreundliche, sichere, langlebige und robuste Brückentragwerke als neue Verbindungsglieder zwischen dem 10. und 3. Wiener Gemeindebezirk sowie dem Stadtentwicklungsgebiet im Areal des Hauptbahnhofes zur Verfügung gestellt werden.

Nach einer Gesamtbauzeit von rund zwei Jahren wurden die beiden gelungenen Brückenbauwerke im Februar 2018 der Stadt Wien übergeben.

Autoren: Dipl.-Ing. Andreas Hierreich Ingenieurkonsulent für Bauingenieurwesen Dipl.-Ing. Norbert Maderböck Ingenieurkonsulent für Bauingenieurwesen Axis Ingenieurleistungen ZT GmbH, Wien

Bauherr Magistrat der Stadt Wien, MA 29 Brückenbau und Grundbau, Wien, Österreich Gestaltungskonzept günter mohr – architekt, Wien, Österreich Brückenplanung Axis Ingenieurleistungen ZT GmbH, Wien, Österreich Prüfingenieur Dipl.-Ing. Reinhard Joksch, Schneider-Consult Ziviltechniker GmbH, Krems, Österreich Bauausführung Swietelsky Baugesellschaft m.b.H., Wien, Österreich STS Stahltechnik GmbH, Regensburg

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BRÜCKENBAUWERKE

Setzen Sie Ihr Geld richtig ein.

Zum Beispiel für Brücken.

Sie sichern den Zugang zu Lebensmitteln, medizinischer Versorgung, Bildung und Arbeit. Und sind dabei viel mehr als nur Infrastruktur, denn sie verbinden Menschen. Als gemeinnützige Hilfsorganisation bauen wir Brücken zusammen mit lokalen Partnern. Denn unser Ziel ist technische Hilfe zur Selbsthilfe.

Unterstützen Sie unsere Projekte mit einer Spende oder Fördermitgliedschaft!

Spendenkonto: IBAN: DE89 5335 0000 1030 3333 37 BIC: HELADEF1MAR Greifswalder Str. 4 | 10405 Berlin Telefon: +49 (0)30 32 52 98 65 www.ingenieure-ohne-grenzen.org

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BRÜCKENBAUWERKE Zwei Brücken für Fußgänger und Radfahrer aus wetterfestem Baustahl

Ennssteg in Steyr und Birkenwiesesteg in Dornbirn von Josef Galehr

Der Ennssteg in Steyr ist eine architektonisch preisgekrönte Umsetzung einer Fußgängerbrücke aus wetterfestem Stahl, deren Außenschicht sich durch Verwitterung in warmen Braun- und Rottönen zeigt.

Der Fußgänger- und Radfahrersteg in der Birkenwiese in Dornbirn zählt zu den stark frequentierten Verbindungen im Stadtraum und ist ein wichtiger Abschnitt der Landesradroute. Aufgrund der stadträumlichen Situation waren bei den beiden Brücken völlig unterschiedliche Gegebenheiten zu berücksichtigen: In Steyr ist es die denkmalgeschützte Fassade der Altstadt an der Enns, in Dornbirn der Übergang zwischen den »schweren« Brücken der Österreichischen Bundesbahnen und dem Naturraum an der Dornbirner Ach. Beide Bauwerke zeichnen sich durch eine filigran anmutende und elegante Gestaltung, die Materialisierung aus wetterfestem Stahl und eine schlanke Tragwerkskonstruktion aus. Ein Porträt über die Symbiose von Stabilität, Funktion und Ästhetik – und über die Leidenschaft für ausgeklügelte Details von M+G Ingenieure und Marte.Marte Architekten.

1 Ennssteg in Steyr 1.1 Wettbewerb und Entwurf Das Baufeld an der Enns befindet sich im Spannungsfeld von historischem Stadtzentrum und einer steil abfallenden Geländekante unterhalb der Dukartstraße.

Es war ein Anliegen des Wettbewerbsauslobers, den attraktiven Hauptplatz der Stadt Steyr stärker zu beleben. Dafür wurde auf der gegenüberliegenden Seite der Enns im Hang unter der Dukartstraße eine Parkgarage errichtet. Zur fußläufigen Verbindung wurde zwischen der Parkgarage und dem Hauptplatz ein »sensibel« konstruierter Fußgängersteg entworfen.

Der Ennssteg verbindet auch die Altstadt mit dem gegenüberliegenden Stadtteil, in dem sich Schienen- und Busbahnhof befinden. Die Altstadtfassade zur Enns steht unter Denkmalschutz.

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2 Ennssteg in Steyr: Erscheinungsbild von oben © Faruk Pinjo

1 Lageplan © Marte.Marte Architekten

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3 Blick von der Altstadt in Richtung Parkhaus © Faruk Pinjo

Vom Auslober wurde folgende Konstruktion gefordert: »Als Konstruktion soll eine schlichte, reduzierte Form gewählt werden, die dem hochwertigen Anspruch an die städtebauliche Situation hinsichtlich der architektonischen Qualität gerecht wird, ohne mit dem Stadtbild in Konkurrenz zu treten. Die Beleuchtung ist im Geländer zu integrieren.« Weiters sollte eine ansprechende Lösung für die Gestaltung der ca. 260 m langen Fassade der Parkgarage entwickelt werden.

Das entwickelte Konzept reagiert auf den sensiblen Ort mit bewusster Zurückhaltung. Als Konstruktion wurde ein zweifeldriges, schlankes Stahltragwerk aus wetterfestem Stahl gewählt, das sich auf ein Hohlkastenprofil und eine stahlverkleidete Stahlbetonstütze reduziert. Es spannt scheinbar mühelos von Ufer zu Ufer und berührt zart die historische Gebäudefassade: Das Tragwerk befindet sich zur Gänze unterhalb der Gehlinie und ermöglicht den uneingeschränkten Blick auf die historische Altstadt und den attraktiven Naturraum an der Enns.

Von großer Bedeutung für die Gesamtwirkung des Stegs sind die beiden Übergänge östlich und westlich der Enns.

Während der Anschluss an das bestehende Altstadtgebäude am Ennskai sehr zurückhaltend gestaltet ist, wird der Übergang im Bereich der Parkgarage räumlich zelebriert. Das heißt, durch einen einfachen, aber ausdrucksstarken Versatz in der Fassadenebene entsteht ein Podest, welches zusammen mit der vertikalen Erschließung einen kraftvollen Ausgangspunkt für die Brücke bildet.

Eine großzügige Treppenanlage verbindet diese Ebene mit dem Straßenniveau, ein schlichter, in die Topographie eingebetteter Weg dient als Übergang zum Paddlerweg entlang dem Fluss.

Ein auf schlanken Stäben aufgesetzter rechteckiger Handlauf nimmt die Beleuchtungselemente auf. Diese Beleuchtung verstärkt insbesondere nachts die optische Leichtigkeit des Stegs.

4 Brücke und Fassade aus wetterfestem Stahl © M+G Ingenieure

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5 Ansicht © Marte.Marte Architekten

6 Längsschnitt © Marte.Marte Architekten

1.2 Tragwerk und Fundierung Das zweifeldrige Stahltragwerk weist eine Gesamtlänge von 106,40 m auf. Das Hauptfeld hat eine Stützweite von 68,50 m, das Nebenfeld misst 33,20 m. Das Tragwerk wurde als Hohlkastenprofil aus wetterfestem Stahl mit einer Breite von 3,20 m errichtet. Das Untergurtblech ist V-förmig ausgebildet. Die Gesamthöhe des Hohlkastens beträgt beim Hauptfeld 1.142 mm und ist parallelgurtig ausgeführt, das Nebenfeld verjüngt sich vom Flusspfeiler mit 1.142 mm zum Widerlager beim Altstadthaus auf 520 mm. Um den Gehkomfort für die Nutzer zu gewährleisten, wurden am Hauptfeld zwei Schwingungstilger eingebaut.

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Die Obergurtbleche weisen Dicken von 15–40 mm auf, die Untergurtbleche von 15–80 mm. Die Blechdicken wurden dem Momentenverlauf folgend abgestuft. Die Hauptflächen des Untergurtblechs wurden am Untergurtspitz angebracht, um die vorhandene statische Höhe optimal zu nutzen, woraus die genannte Blechdicke von 80 mm resultierte. Die Definition der Obergurt- und Untergurtblechdicken ergibt sich nicht durch die Spannungen aus dem Momentenverlauf, sondern aus der Begrenzung der Formänderung.

Die Längsstege bestehen aus zwei 20 mm dicken Blechen, beim Flusspfeiler und am eingespannten Widerlager wurde ein dritter Längssteg angeordnet. Der Hohlkasten mit V-förmigem Untergurt wurde mit Querschotten im Abstand von 6.367– 7.400 mm versehen, zudem liegt die Obergurtplatte auf drei Längsrippen auf.

Die Konstruktionsunterkante war durch den Wasserspiegel bei Hochwasser und die geforderte Durchfahrtshöhe beim Ennskai definiert, die Konstruktionsoberkante orientiert sich an der Höhenlage der Anbindungen an Parkgarage und Rathaus.

Die Brücke ist für eine Fußgängerlast nach Eurocode von 4,00 kN/m² und eine Last aus einem kleinen Erhaltungsfahrzeug mit 35,00 kN dimensioniert. Das Erhaltungsfahrzeug wirkt sich nur mit lokalen Spannungen auf das Obergurtblech aus.

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7 Querschnitt mit Entwässerungsdetail © M+G Ingenieure

8 9 Querschnitt in Brückenmitte und über dem Flusspfeiler

© M+G Ingenieure

Die gewünschte schlanke Konstruktion resultiert aus der Einspannung des Tragwerks am östlichen Widerlager und der exzentrischen Anordnung des Flusspfeilers. Beim Widerlager am Altstadthaus werden nur geringe Kräfte eingetragen, um Schäden an der bestehenden Fundierung am Altstadthaus auszuschließen.

Der Flusspfeiler wurde in der Lage so variiert, dass die Stützmomente etwa gleich groß und die Auflagerkräfte am Widerlager Altstadthaus zwar klein sind, aber bei keinem Lastfall abheben. Die Zugkräfte aus der Einspannung werden durch 2 x 4 Ankerstangen M 30, 10.9 in das Stahlbetonwiderlager eingeleitet.

Die Durchbiegung des Hauptfeldes hätte so in geringem Umfang über die Ankerstangen korrigiert werden können.

Die aus der Einspannung an der Widerlagervorderseite auftretenden Druckkräfte werden in das gut tragfähige Konglomerat abgeleitet. Die Zugkräfte können durch das Eigengewicht der Vertikalkräfte aus der Parkgarage überdrückt werden.

10 Untersuchung verschiedener Flusspfeilerformen © M+G Ingenieure

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BRÜCKENBAUWERKE Aus gestalterischen Gründen sollte sich der Tragwerksquerschnitt beim Flusspfeiler fortsetzen. Die Behörde verlangte, dass sich der Wasserspiegel in der Enns durch den Flusspfeiler nur minimal erhöht: Der gesetzlich vorgeschriebene Bereich der Irrelevanz beträgt 0,99 cm Wasserspiegelanhebung! Bei einem Gebirgsbach wie der Enns mit 3.050 m3/s Hochwasserabfluss HQ100 liegt die Berechnungsungenauigkeit schon bei ca. ± 20 cm. Es wurden die Auswirkungen verschiedener Stützenformen auf den Wasserspiegel des Gewässers bei unterschiedlichen Abflussverhältnissen untersucht und ein schmaler, strömungsgünstiger und deshalb rautenförmiger Stützenquerschnitt gewählt. Dabei musste noch ausreichend Platz für den Einbau der Lager vorhanden bleiben. Der Flusspfeiler wurde in Stahlbetonbauweise erstellt und mit wetterfestem Stahl verkleidet.

Beim Flusspfeiler stehen nach einer Überlagerung von Ennskiesen ab einer Tiefe von ca. 3 m halbfeste Tone und Schluffe und ab ca. 9,50 m kompakter Tonstein an.

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12 Anschluss an Bestandsgebäude © M+G Ingenieure

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11 Momentenverlauf nach Optimierung der Flusspfeilerlage © M+G Ingenieure

Der Kolkschutz wurde mit einem schmalen Gründungskasten mit 16 überschnittenen Bohrpfählen (d = 60 cm) und einer kurzen Pfahllänge von 6,50 m erreicht.

Damit wird das Fundament gleichzeitig eingespannt, um die Horizontallasten aus den Längsdehnungen des Tragwerks und den daraus folgenden Momenten abzuleiten.

An der Widerlagerseite mit Einspannung befindet sich auch das feste Lager, die Lager über dem Flusspfeiler und beim

Rathaus sind in Längsrichtung beweglich ausgeführt. Als Fugenkonstruktion wurde zum Altstadthaus ein Schleppblech errichtet.

Die Entwässerung erfolgt über die »Schulter«: Das Oberflächenwasser wird örtlich gefasst und in Richtung Enns geführt, um ein Abtropfen auf den Ennskai und den Paddlerweg zu verhindern.

1.3 Brückenausrüstung Der Gehweg besteht aus einem 6 mm Dünnbelag mit Polyurethanharz-Flüssigkunststoff. Seine Ausführung erfolgte in einem Braunton, der mit dem wetterfesten Stahl harmoniert. Zur Rutschhemmung wurde Quarzsand in den Belag eingestreut.

Als Geländer wurden Steher aus Vollstahl 30 mm x 8 mm gewählt, die auf das Obergurtblech aufgeschweißt sind. Der Handlauf wurde aus einem gekanteten Flachstahl 96 mm x 38 mm hergestellt, in dem die Brückenbeleuchtung integriert ist. Da wetterfester Stahl nur in Blechform geliefert werden kann, mussten die Steher aus diesen Blechen mittels Laserstrahlverfahren herausgeschnitten werden.

Die Fassade der Parkgarage, in die der Ennssteg direkt führt, wurde genau wie die Brücke aus wetterfestem Baustahl gefertigt. Sie besteht aus Streckmetallelementen, befestigt auf einer sehr einfach gehaltenen Unterkonstruktion, und ist großteils mit einem Weinrebengewächs bewachsen. So ist die Fassade dem Spiel der Jahreszeiten unterworfen, denn wenn sich die Rebfarben in natürlicher Weise von Grün über Rot bis Gold verändern, fügt sie sich optimal in den vorhandenen Naturraum ein.

Die Altstadtfassade am linken und die bewachsene Fassade der Parkgarage am rechten Ennsufer sowie der verbindende Steg sind jeweils eigenständige Bauelemente, die nicht miteinander konkurrieren, sondern sich ergänzen.

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13 14 Einheben des Mittelstücks bei Niedrigwasser

© AHP

1.4 Montage Obwohl die Montage während einer Niederwasserperiode erfolgte, musste in den Bauphasen auf Winterhochwässer besondere Rücksicht genommen werden. So konnte jeweils nur von einem Ennsufer aus gearbeitet werden.

Zur Ausführung der Plattform des Flusspfeilers durfte nur sauberer, gewaschener grobkörniger Kies als Schüttmaterial Verwendung finden. Nach der Errichtung des Flusspfeilers und der Widerlager wurde das Stahltragwerk in fünf Abschnitten angeliefert und mit Hilfe eines Teleskopkranes eingehoben. Im Juni 2018 war die Brücke dann fertiggestellt.

Auftraggeber Stadtplatzgarage Steyr GmbH, Steyr, Österreich Gestaltung Marte.Marte Architekten ZT GmbH, Feldkirch, Österreich Tragwerksplanung M+G Ingenieure, Dipl.-Ing. Josef Galehr ZT GmbH, Feldkirch, Österreich Hydraulische Berechnungen Gunz ZT GmbH, Steyr, Österreich Bodenmechanik 3P Geotechnik ZT GmbH, Wien, Österreich Bauausführung GLS Bau und Montage GmbH, Perg, Österreich

15 Querung der Enns aus Uferperspektive © M+G Ingenieure

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16 Birkenwiesesteg über die Dornbirner Ach bei Niedrigwasser © M+G Ingenieure

2 Birkenwiesesteg in Dornbirn 2.1 Wettbewerb und Entwurf Die Dornbirner Ach mit den beidseitig begleitenden Fuß- und Radwegen auf der Dammkrone und dem Auwald ist ein beliebter gesamtstädtischer Freizeit- und Erholungsraum. Östlich von ihr befindet sich der Stadtbezirk Rohrbach mit überwiegender Wohnbebauung, westlich der Stadtbezirk Schoren mit lokal und regional bedeutsamen Einrichtungen wie der Bahnhaltestelle Schoren, dem Pflegeheim, dem Stadion, der Landessportschule, der Höheren technischen Lehranstalt, dem Österreichischen Rundfunk und einem Gymnasium. Beidseitig grenzt die Bebauung unmittelbar an die Hochwasserschutzdämme an. Der Stadtbezirk Rohrbach liegt deutlich tiefer als die Bachsohle der Dornbirner Ach, der rechtsufrige Hochwasserschutzdamm wirkt deutlich überhöht, was eine Zugangsrampe aus Richtung Rohrbach erforderte.

Das Bachbett ist an den Uferseiten durch Natursteinmauern eingefasst.

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In 50 m Entfernung flussaufwärts sind die beiden massiven Fachwerkbrücken der Österreichischen Bundesbahnen anzutreffen, flussabwärts beginnt der Naturund Erholungsraum, und von Norden nach Süden verläuft eine wichtige Landesradroute.

Der vorhandene Steg wurde mit seiner Breite von 1,50 m den funktionalen Anforderungen nicht mehr gerecht, das bestehende Tragwerk samt Widerlager und den beiden Mittelpfeilern wies zudem erhebliche Mängel auf. Eine Sanierung war unwirtschaftlich.

Die neue Brücke sollte neben der wichtigen Verbindungsfunktion für die beiden Stadtbezirke, der Erschließung des Bahnhofs wie der öffentlichen Gebäude und der beidseitigen Nutzung des Naherholungsraums auch den Anspruch des Verweilen-, Aufhalten- und Bewegenkönnens bei hoher Personenfrequenz erfüllen.

Der Entwurf basiert auf der Idee, einen einfachen und stützenfreien, schlanken Balken auf die Dämme aufzusetzen. Eine wechselnde Breite und Verdrehung der Brücke zur besseren Führung der Nutzer spiegelt sich auch im Querschnitt wider.

Das heißt, aus dem zum Teil keilförmigen Querschnitt entsteht eine subtile Asymmetrie. Die Einspannung des Balkens erlaubt die Realisierung eines sehr schlanken Brückentragwerks, wobei Formensprache und Materialisierung einen schönen und spannenden Dialog mit den Eisenbahnbrücken erzeugen.

Der Grundriss der neuen Achquerung ist asymmetrisch, mit Aufweitungen jeweils in die Hauptrichtungen des Verkehrsflusses, die den 90°-Winkel zu den Rampen der Landesradroute spürbar reduzieren, wodurch die Brücke zweiradfreundlicher befahrbar ist. An beiden Widerlagern ist sie ca. 6,70 m breit und verschmälert sich dann zu ihrer Mitte hin auf 5,00 m.

Das Geländer tritt ruhig zurück, dies ist ebenfalls eine Folge der konsequenten Materialisierung.

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17 18 Ansicht und Grundriss

© Marte.Marte Architekten

2.2 Tragwerk und Fundierung Das Tragwerk der Brücke hat eine Gesamtlänge von 57,90 m. Es besteht aus einem Stahlhohlkasten aus wetterfestem Stahl mit einer Höhe von 835 mm bei den Widerlagern und 535 mm in Brückenmitte. Das Stahltragwerk ist in die Widerlager eingespannt, um eine schlanke Konstruktion realisieren zu können. Die Schlankheit beträgt somit 1/75 der Stützweite. Um den Gehkomfort für Fußgänger zu gewährleisten, wurden in Brückenmitte zwei Schwingungstilger eingebaut.

Die Brückenbelastung gemäß Eurocode ergibt sich für Fuß- und Radwegbelastung mit 3,50 kN/m² und auf Bauherrenwunsch aus einem Dienstfahrzeug mit 140,00 kN. Beim Stahlhohlkasten wurde in der mittleren Brückenhälfte eine Obergurtplatte mit 15 mm und im Bereich der Widerlager eine Obergurtplatte mit 18 mm Dicke gewählt. Der Untergurt wurde im mittleren Brückenabschnitt 12 mm und am Widerlager 20 mm dick ausgeführt. Der Hohlkasten hat vier Hauptlängsstege, die über die gesamte Brückenlänge reichen.

19 20 21 Querschnitte mit Geländer

© M+G Ingenieure

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22 Schlanke Konstruktion aus wetterfestem Stahl © M+G Ingenieure

Abhängig von der Querkraft beträgt die Blechdicke zwischen 10 mm und 25 mm.

Im Bereich der Aufweitung wurde ein zusätzlicher Seitensteg mit einer Dicke von 10 mm angeordnet. Im Abstand von ca. 5.000 mm befinden sich Querschotte mit einer Dicke von 12 mm, im Widerlagerbereich von 25 mm. Längs- und Querrippen stützen die Obergurtplatte.

Bei der Obergurtplatte und den Seitenblechen wurde zudem ein Korrosionsschutzzuschlag von 3 mm berücksichtigt.

23 24 Querschnitte: Widerlager mit Tiefenfundierung

© M+G Ingenieure

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Das Stahltragwerk liegt bei den Widerlagern auf einem ca. 6,10 m langen Fundament auf. Um eine hohe Steifigkeit für die Einspannung zu erzielen, ist es bis 1,60 m dick. Die Druckkräfte aus der Einspannung werden über je zwei Verteilplatten in den Beton eingeleitet, die Zugkräfte hingegen mit 2 x 8 M 36 10.9.

Der Fußgänger- und Radfahrersteg wurde als integrale Brücke realisiert. Die Längskräfte aus Temperaturänderungen müssen daher in das Stahlbetonfundament

abgeleitet werden. Dies erfolgt auf jeder Widerlagerseite mit zwei Stahlknaggen in Fundamentmitte, wodurch Abplatzungen an dessen Rand verhindert werden. Während der Montage zeigte sich deutlich, dass schon kleine Temperaturänderungen im Tragwerk Abplatzungen verursachten, als die Stahlknagge noch nicht kraftschlüssig mit dem Fundament verbunden war, beim Drucklager aber eine Behelfsnaht angebracht wurde.

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Die Fundamente der Widerlager liegen jeweils auf drei Stahlbetonpfählen auf, die einen Durchmesser von 63 cm und eine Länge von ≥ 23 m aufweisen. Damit die Widerstände der Pfähle gegenüber den Längskräften aus Temperaturänderungen geringer werden, wurde vom Bodenmechaniker ihre Ummantelung mit Lehm auf eine Höhe von ca. 2 m und mit einer Schichtdicke von ca. 0,50 m vorgegeben. Diese Lehmschicht dient gleichzeitig zur Verlängerung von Sickerwegen bei Hochwasser: eine notwendige Vorkehrung, da das Umland tiefer als die Gewässersohle liegt. An den Fundamentstirnseiten wurde eine 30 cm dicke Dämmung angeordnet, um den Widerstand gegenüber Längenausdehnungen aus Temperaturänderungen klein zu halten.

Zur Ableitung der Oberflächengewässer weist das Tragwerk ein Quergefälle von 1,50 % auf. Auf der höherliegenden Seite der Brücke, zwischen Oberflächenbelag und Außenkante, wurde ein Gegengefälle von 3 % vorgesehen, um stehendes Oberflächenwasser zu vermeiden.

Die Zugangsrampe zur neuen Brücke wurde auf der östlichen Seite mit einer Breite von 4,00 m zuzüglich 2 x 50,00 cm Bankett und einer maximalen Steigung von 6 % ausgeführt. Auf der westlichen Seite hat die Zugangsstrecke eine Breite von 5,70 m Breite, denn hier galt es die Landesradroute und den Dammradweg zu verflechten.

25 Übergang von Stahltragwerk auf Rampe © M+G Ingenieure

Es kamen großzügig dimensionierte Schleppplatten zur Realisierung, um Höhenversätze beim Übergang vom Stahltragwerk zum umliegenden Asphalt weitestgehend vermeiden zu können.

Das heißt, damit werden die Längsdehnungen des Tragwerks aus Temperaturänderungen über eine größere Länge im Asphalt abgebaut, um eine ungewollte Fuge zwischen Stahl und Asphalt zu vermeiden. Zwischen Stahlplatte und Asphaltschicht wurde zusätzlich eine Heißbitumenfuge integriert.

2.3 Brückenausrüstung Der Gehweg besteht aus einem 6-mmDünnbelag mit Polyurethanharz-Flüssigkunststoff. Um die Rutschgefahr zu verringern, wurde Quarzsand eingestreut.

Das Geländer ist 1,20 m hoch. Die Geländersteher, diagonal gestellt, wurden aus Vollstahl 20 mm x 20 mm gefertigt und auf das Obergurtblech geschweißt. Da wetterfester Stahl nur in Blechform geliefert werden kann, mussten die Steher aus den Blechen mit einem Laser herausgeschnitten werden. Als Handlauf kam ein gekanteter Flachstahl 70 mm x 20 mm zur Ausführung.

Die Fahrbahnplatte der Brücke ist auf Wunsch des Bauherrn nicht beleuchtet, an den beiden Dämmen erhellt jeweils eine Mastleuchte den Übergang von den Rampen zur Brücke.

26 Ausbildung von Gehweg und Geländer © Faruk Pinjo

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27 Fußgängerquerung und Eisenbahnbrücke im »Dialog« © M+G Ingenieure

2.4 Montage Das Stahltragwerk wurde in acht Teilen angeliefert und über den Widerlagern und zwei Hilfsjochen in der Niederwasserperiode eingehoben und verschweißt. Über die Gewindebolzen der Zugkraftverankerung konnte die Montageform der Brücke noch leicht korrigiert werden.

Anschließend wurde der Hohlraum zwischen Fundamentoberkante und Stahltragwerk mit Fließbeton vergossen. In den beiden Hochwasserschutzdämmen sind die Hauptstrom- und die Notversorgung der Stadt Dornbirn untergebracht.

Die Stromleitungen verlaufen auf Fundamenthöhe und ließen sich nicht umlegen.

Diese Randbedingungen führten zu unüblichen Fundamentformen, die Fundierungsarbeiten erforderten deshalb höchste Aufmerksamkeit.

Im November 2017 war die Brücke fertiggestellt.

Auftraggeber Stadt Dornbirn, Österreich Gestaltung Marte.Marte Architekten ZT GmbH, Feldkirch, Österreich Tragwerksplanung M+G Ingenieure Dipl.-Ing. Josef Galehr ZT GmbH, Feldkirch, Österreich Baugrundgutachten 3P Geotechnik ZT GmbH, Bregenz, Österreich Bauwerksprüfung gbd ZT GmbH, Dornbirn, Österreich Bauausführung Biedenkapp Stahlbau GmbH, Wangen im Allgäu Strabag AG, Dornbirn, Österreich

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3 Was beide Brücken verbindet Bei beiden Brücken wurde wetterfester Stahl für das Tragwerk gewählt. Um einen ausreichenden Korrosionswiderstand zu gewährleisten, sind werkstoffgerechte Bedingungen wichtig. Diese betreffen sowohl die Atmosphäre, der die Konstruktion ausgesetzt ist, als auch das Kleinstklima im konstruktiven Detail. Im Merkblatt 434 »Wetterfester Baustahl« des Stahl-Information-Zentrums werden Korrosivitätskategorien in Abhängigkeit von Feuchtigkeitsstufen und atmosphärischen Bedingungen beschrieben. Ist das Tragwerk Feucht-trocken-Wechseln unterworfen, die nur durch die Atmosphäre bestimmt sind, und die gesamte Konstruktion gut belüftet und weitgehend glatt an den Außenseiten, dann wird das Tragwerk bei Beanspruchung durch geringe korrosive Stoffe in die Klasse C 3 (mäßige Beanspruchung) und bei hoher Salzbelastung in die Klasse C 4 (starke Beanspruchung) eingestuft. Bei beiden Klassen kann wetterfester Stahl zum Einsatz kommen. Beim Ennssteg wird im Zuge des Winterdienstes Splitt gestreut und kein Salz verwendet, wohingegen der Birkenwiesesteg als Alltagsradroute mit Salz schwarz geräumt werden muss. In Absprache mit dem Bauherrn wurden in seinem Fall daher das Deckblech, die Seitenbleche und die Schweißnähte mit einem Korrosionszuschlag von 3 mm ausgeführt.

Bei der konstruktiven Ausbildung der beiden Brücken wurde auf ein gutes Abfließen des Oberflächenwassers großer Wert gelegt, beide wurden deshalb mit einem Quergefälle ≥ 1,50 % ausgebildet.

Zur Vermeidung eines örtlichen Wasserstaus am Gehbelag wurde das seitliche Deckblech beim Ennssteg 5 mm dicker gewählt, während beim Birkenwiesesteg vom Fahrbahnrand zur Brückenaußenkante ein Gegengefälle von 3 % realisiert wurde. Für beide Tragwerke gilt, dass die Längsgefälle aufgrund der Anschlusshöhen und der Vorgaben der Hochwassermarken nur in geringem Maß Berücksichtigung finden konnten. Bei sämtlichen Seitenblechen wurden Tropfnasen angeordnet, um zu vermeiden, dass Oberflächenwässer über die Untergurtbleche unkontrolliert abrinnen. Unmittelbar vor den Widerlagern wurden ebenfalls an der Unterseite beider Tragstrukturen Tropfkanten realisiert, damit kein Wasser in die Fugen zwischen Beton und Stahltragwerk eindringt. Aus dem gleichen Grund verfügt der Übergang vom Deckblech zum Vergussbeton über Tropfkanten.

Beide Tragwerke konnten durch Einspannung in die Widerlager sehr schlank ausgeführt werden, was die Vorgaben der Auslobungen optimal zu erfüllen half.

Die Brückenquerschnitte wurden glatt und gut luftumströmt ausgebildet. Und in beiden Querungen wurden zur Gewährleistung des Gehkomforts Schwingungstilger eingebaut.

Beide Brücken, Ennssteg und Birkenwiesesteg, wurden von Spezialisten geplant und errichtet. Wie von den Juryteams begründet, fügen sie sich durch ihre Formensprache und Materialisierung »logisch« in die bestehenden Kontexte und Flussräume ein. Da besonderes Augenmerk zudem auf die Ausgestaltung materialgerechter Details des Stahltragwerks aus wetterfestem Stahl gerichtet wurde, handelt es sich in beiden Fällen um langlebige und in der Wartung kostengünstige Konstruktionen.

Autor: Dipl.-Ing. Josef Galehr M+G Ingenieure, Dipl.-Ing. Josef Galehr ZT GmbH, Feldkirch

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PRODUKTE UND PROJEKTE Stahlbrücke und Lärmschutzfassaden von Lamparter

Revitalisierung des Alten Walls in Hamburg

Einschwimmen des kompletten Stahlkörpers © Lamparter GmbH & Co. KG

Mitten in der City Hamburgs befindet sich der Alte Wall, der gerade aufwendig revitalisiert wird. Die Gebäude, die jetzt wieder in neuem Glanz aufleben sollen, werden von einem filigranen und transparenten, sehr flach geneigten Glasdach überspannt, das einen lichtdurchfluteten Innenraum schafft.

Um das aufwendig restaurierte historische Gebäude besser anzubinden, entschloss man sich, eine zusätzliche Stahlbrücke über den Alsterfleet zu schlagen.

Die neue Marion-Gräfin-Dönhoff-Brücke wurde im Herbst 2018 von der Firma Lamparter in einem Stück über einen ca.

2,50 km langen Wasserweg vom Hamburger Hafen zum Standort zwischen Adolphsbrücke und Schleusenbrücke transportiert. Dabei passierte sie nicht nur die Elbe, enge Fleete, mehrere Brücken, sondern auch die Schaartorschleuse. Das Einschwimmen eines 32 m langen, 3,50 m breiten und ca. 70 t schweren Stahlkörpers bedingte eine exakte und vorausschauende Vorplanung unter Ein-

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Marion-Gräfin-Dönhoff-Brücke nach Fertigstellung © Lamparter GmbH & Co. KG

bindung von Spezialisten und die Abstimmung bzw. Koordination zahlreicher Behörden. Durch das Zusammenwirken eines großen, engagierten und erfahrenen Montageteams wurde die Brücke dann millimetergenau an ihren Einbauplatz gehoben.

Mit dem neuen Bauwerk von schlichter Eleganz wird nun der Alte Wall mit den Alsterarkaden verbunden, und Hamburg hat seine Stellung als Brückenhauptstadt Europas weiter ausgebaut.

Die innerstädtische Nachverdichtung, eine Konsequenz des steigenden Wohnungsbedarfs, verlangt nach kreativen Maßnahmen zum Lärmschutz, um auch in Regionen mit starkem Verkehr noch Wohnraum in hoher Qualität anbieten zu können. Lärmschutzfassaden aus Stahl und Glas können hier nicht nur zur erforderlichen Lärmminderung beitragen, sondern auch als architektonische Ergänzung vorhandene Gebäude aufwerten. In Neubauvierteln wiederum entstehen hinter hochtransparenten Lärmschutzwänden neue lichtdurchflutete Innenhöfe.

Konstruktionen aus Stahl und Glas in Bonn, Düsseldorf und München © Lamparter GmbH & Co. KG

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Die Firma Lamparter aus Kaufungen hat sich auf die Fertigung solcher Lärmschutzfassaden spezialisiert: Sind die baulichen Gegebenheiten extrem begrenzt, ist eine elementierte Vormontage im Werk oder in der Nähe des endgültigen Einbauorts möglich, so dass sich die eigentliche Montage in sehr kurzer Zeit realisieren lässt, was die räumlichen Einschränkungen zu minimieren hilft.

Integrierter Vogelschutz durch die Verwendung von Vogelschutzglas ist hierbei selbst bei Wahl sehr großer Scheiben im Übrigen selbstverständlich.

Dank des Einsatzes solcher Lärmschutzwände und -fassaden konnten in den letzten Jahren verstärkt Studentenwohnheime und -appartements entlang von Bahntrassen errichtet werden, also genau jene Art Wohnraum, der durch die deutliche Zunahme an Studenten in innerstädtischen Bereichen dringend benötigt wird. www.stahlglas.de

PRODUKTE UND PROJEKTE Errichtung durch Wolff & Müller

Neckarbrücke bei Benningen Dreimal hat Wolff & Müller in den vergangenen Jahren den Neckar bereits überquert – und jetzt kommt eine weitere Brücke hinzu: Das Regierungspräsidium Stuttgart hat das Stuttgarter Bauunternehmen nach einer öffentlichen Ausschreibung mit der Errichtung der Brücke bei Benningen beauftragt. Das Projekt ist Teil der L 1138 und damit der gleichnamigen Ortsumfahrung, welche die Gemeinde im Landkreis Ludwigsburg vom Durchgangsverkehr entlasten soll, und zwar von bisher 8.400 Kfz/d auf künftig ≤ 2.000 Kfz/d. Wie schon die vorherigen Neckarbrücken betreut Wolff & Müller auch dieses Projekt in einer bewährten Arbeitsgemeinschaft mit der MCE GmbH aus Linz, die auf komplexe Stahlbauten spezialisiert ist. Die Bauarbeiten haben im Mai begonnen und werden voraussichtlich zwei Jahre, also bis Ende April 2021, dauern.

Die 195 m lange, elegante Konstruktion des Stuttgarter Ingenieurbüros Leonhardt, Andrä und Partner birgt einige Herausforderungen, die hohe Kompetenz erfordern, wie zum Beispiel die Geometrie: Die Brücke hat sowohl im Grundriss als auch im Aufriss eine geschwungene Form und besteht aus drei Feldern, wobei das mittlere für die Schifffahrt optimiert ist.

Das heißt, um der nächsten Generation großer Binnenschiffe von 135 m Länge und 16,50 m Breite eine problemlose Durchfahrt zu ermöglichen, muss ein 6,30 m hohes Lichtraumprofil auf einer Breite von 60 m frei bleiben. Und genau deshalb wurde eine gevoutete Rahmenbrücke konzipiert, deren Mittelfeld an beiden Uferseiten auf jeweils einer V-för-

Flussquerung (noch) als Visualisierung © Leonhardt, Andrä und Partner AG

migen Stütze mit Schrägstielen auflagert, was zu einer äußerst geringe Bauhöhe in Flussmitte führt.

Eine zweite Herausforderung ist das Bauverfahren für die Bohrpfähle, das in Deutschland bisher erst einmal realisiert wurde: Normalerweise werden Bohrpfähle fest in den Boden eingespannt, hier erfolgt jedoch eine elastische Bettung.

Konkret bedeutet das, dass die Pfähle und deren Bewehrung auf den oberen 5 m konisch zulaufen und die Pfahlkopfplatten mit Hartschaum und einer Gleitschicht umhüllt werden. Durch die Nachgiebigkeit der Bohrpfähle können derart Kräfte ausgeglichen werden, die sonst das Rahmentragwerk aufnehmen müsste.

Die Alternative wäre die Wahl dickerer Stahlprofile gewesen, was auf Kosten der Ästhetik gegangen wäre und zudem höhere Baukosten verursacht hätte.

Der Brückenbau ist einer der Schwerpunkte von Wolff & Müller. So wurden in den letzten Jahren neben den drei Neckarbrücken in Zwingenberg, Hassmersheim und Heilbronn unter anderem die Berliner Brücke in Kaiserslautern, die Schrägseilbrücke in Raunheim, die Kronenbrücke in Freiburg und drei Brücken auf der A 8 zwischen Stuttgart und Leonberg errichtet, darunter das »Rote Steigle«, ein Entwurf von schlaich bergermann partner, der beim Deutschen Ingenieurbaupreis 2018 ausgezeichnet wurde. www.wolff-mueller.de

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PRODUKTE UND PROJEKTE Erste erdbebensichere Dehnfuge von Maurer

Zwei Eisenbahnbrücken in Mexiko Die neue Intercity-Strecke ist 57,70 km lang und soll ab Anfang 2021 Toluca mit Mexico City verbinden, wobei 230.000– 300.000 Passagiere täglich erwarten werden; das Investitionsvolumen beträgt 2,50 Mio. $.

Die Rahmenbedingungen sind eine Herausforderung: Die beiden größten Brücken, Viadukt 2 (3.865 m lang) und Viadukt 4 (1.448 m), liegen in den Bergen, zudem ist das Gebiet stark erdbebengefährdet. Die Pfeiler haben Abstände von 64 m und sind bis zu 65 m hoch. Und es ist das erste Eisenbahnprojekt Mexikos mit Viadukten dieser Dimension in einer Region mit extrem hohen Erdbebenbeschleunigungen ≤ 0,77 g. Die herkömmlichen Verstärkungen mit Beton und Stahlbewehrung in der Bauwerkstruktur waren angesichts der Erdbebenkräfte weder ausreichend sicher noch wirtschaftlich.

Umgesetzt wurde stattdessen eine Kombination aus verschiedenen Sicherungssystemen, die kontrollierte Bewegungen zulassen, komplett in sich aufnehmen und die Erdbebeneinwirkungen somit abschwächen, resultierend aus der Forderung, dass selbst unmittelbar nach einem Starkbeben die Viadukte sicher mit Zügen befahrbar sein müssen. Folgende Elemente greifen an den beiden großen Viadukten ineinander: – die neue, erdbebensichere Wanderschwelle, eine Dehnfuge an den einzelnen Enden der Brückenabschnitte, die zerstörungsfreie thermische und seismische Bewegungen in alle Richtungen ermöglicht.

– Kalottenlager mit dem Gleitwerkstoff MSM®, die 2.900 t Auflast aufnehmen und ein seitliches Ausbrechen des Decks verhindern.

– horizontal angeordnete Hydraulikdämpfer, die blockieren Bremskräfte und im maximal vorstellbaren Erdbebenfall die Brückenverschiebung in Längsrichtung begrenzen.

– Elastomerfederisolatoren, welche die Brücke in die Neutralstellung rückzentrieren, und zwar optimal für alle Erdbeben- und Servicelastfälle.

– Betoneinfassungen in Querrichtung auf jeder Achse seitlich am Brückendeck, die im Notfall aktiviert werden, um ein Abstürzen der Brücke zu verhindern.

Das wartungsfreie Schutzsystem entsprechend der EN 15129 (Erdbebenvorrichtungen) reduziert die wirkenden Längskräfte im Brückendeck um den Faktor 3–4 und damit signifikant, was wiederum erheblich kleinere Lager und

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Baustelle der neuen Intercity-Strecke Toluca–Mexico City © Constructora De Proyectos Viales De Mexico S.A. De C.V.

Dämpfer zu verwenden erlaubt. Die Bauwerksicherheit und die Funktionalität sind deshalb auch nach einem Starkbeben absolut sichergestellt.

Die entscheidende Innovation war die Wanderschwelle, die von Maurer über Jahre entwickelt wurde und hier weltweit erstmals eingebaut wurde. Das heißt, die Gleise überbrücken mit Hilfe der Wanderschwelle den Spalt zwischen den einzelnen Viaduktabschnitten absolut erdbebensicher. Sie basiert auf dem Prinzip der Schwenktraversen-Dehnfuge aus dem Straßenbau, nur wesentlich stabiler, um die großen Achslasten bei Zugüberfahrt ermüdungsfrei zu überstehen. Am Viadukt 2 wurde beispielsweise auf fünf Abschnitten je eine Wanderschwelle pro Fahrtrichtung eingebaut, so dass sich jeder Abschnitt individuell zu bewegen vermag, was die Kräfte auf Pfeiler und Gründung drastisch verkleinert.

Als Brückenlager zwischen Deck und Pfeiler werden pro Achse zwei Kalottenlager mit hochmolekularem Polyethylenwerkstoff vorgesehen, um die Lager um mindestens 40 % gegenüber herkömmlichen Teflongleitlagern zu verkleinern. Die Herausforderung war dennoch, dass jedes Lager mit kleinstmöglichen Außenmaßen für eine Traglast von 2.900 t, eine Querkraft von 5.100 kN, eine Bewegung ≤ ±1.150 mm und eine Rotation von 2 % ausgelegt werden musste. Die Decklängsbewegungen laufen dabei zwängungsfrei mit nur 1–2 % Gleitreibung ab, wodurch zwischen 5 % und 10 % in den Gründungsmaßnahmen der Pfeiler eingespart werden konnten. Im Erdbebenfall wirken die 3,20 m x 1,20 m x 0,32 m großen und 4,50 t schweren Kalottenlager als Isolatoren und können sich ca. ±450 mm frei bewegen.

Wanderschwelle im Prüflabor © Maurer SE

In der Mitte eines jeden Brückenteilabschnitts befinden sich auf einem Pfeiler bis zu sechs Hydraulikdämpfer. Sie blockieren in Längsrichtung die impulsartig auftretenden, dynamischen Bremskräfte der Züge und verhindern Brückendeckverschiebungen von mehr als den erlaubten 10 mm. Für das Dämpferdesign war somit das extrem schnelle Ansprechverhalten bei 1–2 mm/s Deckbewegung mit der zugleich notwendigen Widerstandskraft von 3.000 kN ausschlaggebend.

Gleichzeitig limitieren diese Dämpfer die Deckverschiebung auf ±450 mm, dafür ist jeder Dämpfer mit einer Antwortkraft ≤ 3.000 kN ausgelegt: Pro Abschnitt stabilisieren 24.000 kN das Deck.

Um die Brückenabschnitte während und nach einem Erdbeben zu zentrieren, wurden parallel zu den Hydraulikdämpfern schließlich noch 52 Elastomerfederisolatoren eingebaut, die als elastische Fixpunkte wirken und das Deck in die Mittelstellung zurückholen. www.maurer.eu

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Rekonstruktion mit Leichtbeton-Elementen von Liapor

Brücke am Bahnhof Ostkreuz in Berlin Das Berliner Ostkreuz wurde 1882 in Betrieb genommen und stellt heute den größten Nahverkehrsknotenpunkt der Hauptstadt dar. Seit 2006 wird der Bahnhof bei laufendem Betrieb umgebaut – mit dem Ziel, den Reisekomfort zu erhöhen und die Anbindung von Regionalverkehrszügen an den ehemaligen S-Bahnhof zu verbessern. Dafür entstanden neue Gebäude, wie zum Beispiel die über 130 m lange Ringbahnhalle aus Stahl und Glas, gleichzeitig werden aber auch historische Elemente, wie eben eine Fußgängerbrücke, wiedererrichtet: Von Richard Brademann entworfen und 1923 eingeweiht, überspannt sie die unteren Bahnsteige und verbindet die Sonntagsstraße mit dem Markgrafendamm.

Im April 2016 begann ihr Wiederaufbau, wobei zunächst die Stützen, die Widerlager und der Unterbau der Treppenabgänge aus Stahlbeton erstellt wurden.

Fußgängerbrücke nach vollendetem Wiederaufbau © Beton und Naturstein Babelsberg GmbH

Bei der Beton- und Naturstein Babelsberg GmbH wurden im Übrigen auch eine Stahlbewehrung, Transportanker sowie maßgenaue Montagehülsen in die Bauteile eingebracht, so dass die Bauteile vor Ort nur noch per Kran in die Stahlträgerkonstruktion eingehoben und montiert werden mussten.

Seit Fertigstellung der Fußgängerbrücke als eine originalgetreue Struktur in moderner Ausführung lässt sie ein Stück Baugeschichte aus der Zeit der Weimarer Republik wiederaufleben, bildet zugleich aber ebenso einen reizvollen Kontrast zur neuen, heutige Gestaltungsansprüche erfüllenden Bahnhofsarchitektur des Berliner Ostkreuzes.

Stahlträgerkonstruktion mit Ausfachung © Beton und Naturstein Babelsberg GmbH

Danach erfolgte die Realisierung der darüberliegenden Stahlträgerkonstruktion, die das Grundgerüst für das Dach und die Seitenwände sowohl des Überbaus als auch der Abgänge bildet. Im Anschluss galt es, die Stahlträgerkonstruktion im Bereich des Überbaus, der vier Treppen und der beiden seitlichen Abgänge mit einem geeigneten Material auszufachen. Um hier nun die statischen Grenzen der Stahlträgerkonstruktion nicht zu überschreiten, wurden besonders leichte Fertigbauteile aus LiaporLeichtbeton eingesetzt. Das heißt, die

www.liapor.com

Beton und Naturstein Babelsberg GmbH fertigte und lieferte ca. 200 LeichtbetonElemente in einer Dicke von 12 cm, die Gesamtfläche betrug 840 m².

Die Rezeptur für die Fertigteile wurde in enger Zusammenarbeit mit Liapor entwickelt. Und im Betonwerk wurden alle erhabenen Oberflächen dieser Elemente geglättet ausgeführt, um die spätere, 1 cm dicke Schicht aus mineralischem Spritzputz optimal aufnehmen zu können. Die übrigen nicht sichtbaren, von den Stahlprofilen verdeckten Flächen und Kanten erscheinen schalungsglatt.

Erscheinungsbild eines Treppenaufgangs © Beton und Naturstein Babelsberg GmbH

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PRODUKTE UND PROJEKTE Hocheffektive Demontage dank Kranen von Terex

Viaduc de la Siagne in Mandelieu-la-Napoule Zeit spielte bei diesem Job eine entscheidende Rolle: Gerade einmal 130 h standen dem Krandienstleister Vernazza Autogru zur Verfügung, um eine alte Eisenbahnbrücke des französischen Bahnbetreibers SNCF bei Mandelieu-la-Napoule westlich von Cannes zu demontieren.

Bei diesem zeitkritischen Job setzte das Unternehmen auf seinen brandneuen Demag® CC 3800-1 Raupenkran, der dabei von einem Demag® AC 120 All-TerrainKran unterstützt wurde.

Für die Entscheidung, den brandneuen Kran hier erstmals zu nutzen, sprach gleich eine ganze Reihe von Gründen: Zum einen bietet er die erforderliche Hubkraft zur Demontage der bis zu 115 t schweren Brückenteile, und zum anderen ist er mit 2-m-Raupenbreite kompakt genug, um auf dem engen Baustellengelände zu operieren. Außerdem war und ist er schnell und einfach zu rüsten.

Bei den Schwerlasthüben galt es, 75 t schwere Bauteile in einem Radius von beachtlichen 68 m zu heben sowie 115 t schwere Bauteile in einem Radius von 43 m. Der Ablauf erfolgte stets nach dem gleichen Prinzip: Der Demag CC 3800-1 hob die Bauteile an, verfuhr sie ca. 18 m unter Last an den Ablageplatz und legte sie dort ab, um anschließend wieder an seinen Hubplatz zurückzufahren. Und so konnte die Brücke im vorgegebenen Zeitrahmen komplett demontiert werden und der CC 3800-1 seinen Ersteinsatz nach exakt drei Wochen termingerecht beenden. www.terex.com

Zur Bewältigung der anstehenden Hübe entschied sich das Vernazza-Team für die Konfiguration mit 78 m langem Hauptausleger, Superlift-Ausrüstung und SplitTray, um innerhalb des engen Zeitfensters von 130 h insgesamt acht Schwerlasthübe durchzuführen, bei denen Stahlbauteile mit Abmessungen ≤ 22 m Länge, 6 m Breite und 8 m Höhe demontiert werden mussten.

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Acht Schwerlasthübe im vorgegebenen Zeitfenster © Terex Germany GmbH & Co. KG

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Komfortables Hilfsmittel von Heras

Der Bauzaun Tragehilfe Die Büroklammer, der Klettverschluss, der Post-it: Alles »zufällige«, einfache Erfindungen, von denen jeder bei der Einführung dachte, warum es sie erst jetzt gibt – nämlich die scheinbar einfachen Lösungen, die das Leben wirklich einfacher machen. In dieser Kategorie fügt Heras Mobilzaun nun eine Innovation hinzu, die, »Bauzaun Tragehilfe« genannt, das bequemste Hilfsmittel für Zäune ist.

Jeder, der jemals Zäune aufgestellt hat, weiß, dass es sich um harte Arbeit handelt. Bauzäune sind notwendig, um Baustellen abzusichern und zu schützen. Ihre schnelle Installation ist allerdings eine Aufgabe für erfahrene Monteure. Weniger erfahrene brauchen häufig Verstärkung, denn es macht wirklich keinen Spaß, einen Zaun allein zu tragen. Und es werden mindestens zwei Personen benötigt, um einen Zaun schnell aufstellen zu können.

Das geht auch anders, dachten wir bei Heras Mobilzaun. Deshalb haben wir zusammen mit einigen Studenten der Fontys Fachhochschule nach einem Weg gesucht, wie man Zäune leichter heben, tragen und platzieren kann. Die Antwort war so einfach wie genial: der Bauzaun Tragehilfe und damit eine Erfindung aus der Kategorie »Warum gab es das nicht schon früher?«.

Halterung mit Holzgriff © Heras Mobilzaun GmbH

Der Bauzaun Tragehilfe besteht aus einer Halterung mit einem bequemen Holzgriff, deren Form einen Hebeeffekt erzeugt, so dass sich ein Zaun leichter anheben lässt.

Da der Bauzaun Tragehilfe in die Mitte des Zauns geklemmt wird, verteilt sich dessen Gewicht gleichmäßig – und der Zaun vermag von einer Person getragen zu werden.

Der Bauzaun Tragehilfe ist heute ein fester Bestandteil des Heras-Sortiments. Übrigens ist dieses Hilfsmittel nicht nur für weniger erfahrene Zaunmonteure gedacht, auch erfahrene können profitieren, und sogar die stärksten unter ihnen werden ihn zu schätzen wissen.

Was an Muskeln fehlt, muss man halt im Kopf haben ...

Hebeeffekt als Vorteil © Heras Mobilzaun GmbH

www.heras-mobile.de

Transport durch (nur) eine Person © Heras Mobilzaun GmbH

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PRODUKTE UND PROJEKTE Zukunftssichere Dämmstoffelemente von Joma

Lärmschutzwälle bei Germering und Gilching Die Bundesautobahn A 96 verläuft parallel zu den Alpen und verbindet den Bodenseeraum und das Allgäu mit der bayerischen Landeshauptstadt München.

Bis Ende 2020 soll sie zwischen den Anschlussstellen Germering-Süd und Oberpfaffenhofen ausgebaut und auf sechs Spuren erweitert werden, dabei will die Autobahndirektion Südbayern auch den Lärmschutz deutlich verbessern: Neben einem neuen, offenporigen Asphaltbelag und Lärmschutzwänden entlang der Autobahn sind zwei Lärmschutzgalerien nahe Germering und Gilching vorgesehen. Die Übergänge von den Galerien zu den Wänden sind allerdings kritische Zonen, weil die Oberkante der Wände teilweise ca. 5 m höher liegt als die der Galerien.

Mit den Lärmschutzwällen aus expandiertem Polystyrol (EPS), die nur auf der obersten Schicht noch mit Erdmaterial abgedeckt und begrünt werden, hat die Autobahndirektion Südbayern die perfekte Lösung gefunden, denn gerade der Dämmstoff AirPor von Joma weist einerseits äußerst gute Druckfestigkeiten auf und ist andererseits maßstabil sowie besonders leicht. Vor allem das Gewicht der ca. 14 m x 15 m großen Wälle, die eine Höhe von ca. 3,50 m haben, spielt hier eine wichtige Rolle, so wären herkömmliche Lösungen aus Gründen ihrer Auflast nicht geeignet gewesen.

AirPor-Elemente (noch) ohne Erdüberdeckung und Begrünung © Joma Dämmstoffwerk GmbH

So werden die drei benötigten Lärmschutzwälle mit ca. 1.400 m³ AirPor gefüllt und jeweils am Anfang und am Ende des 522 m langen Galeriebauwerks in Gilching sowie auf der Ostseite der 972 m langen Galerie in Germering. Der zukunftssichere Dämmstoff des Allgäuer Qualitätsherstellers Joma besteht aus 98 % Luft und ist zu 100 % recyclingfähig. Die nachweislich hohe Öko- und Kosteneffizienz und die einfache Handhabung machen AirPor dementsprechend zu einem einzigartigen Werkstoff, der vielseitig einsetzbar, wasserabweisend, alterungsbeständig sowie standfest ist.

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Anordnung in Stufenform © Joma Dämmstoffwerk GmbH

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www.joma.de

PRODUKTE UND PROJEKTE Transparenter Lärmschutz von R. Kohlhauer

Bahnfahren ohne Tunnelblick Die R. Kohlhauer GmbH aus Gaggenau entwickelt und fertigt seit über 25 Jahren effiziente Lärmschutzsysteme. Nach der erfolgreichen Marktetablierung von Clearwall® für den Straßenverkehr wurde mit Tap-Rail nun auch ein transparentes Element für den Schienenverkehr entwickelt, das den Lärm serienmäßig um vordefinierte Werte absorbiert.

Mit Tap-Rail gehört der bei Bahnfahrten häufig vorkommende Tunnelblick der Vergangenheit an: Die optische Trennwirkung von »massiven« Bauteilen wird aufgehoben, die Reisenden haben eine freie Sicht auf Kulturdenkmäler, Städte und Landschaften: Es handelt sich um eine einseitig absorbierende Rahmenkonstruktion, in die hochaktive Absorberelemente integriert werden, so dass die Gesamtstruktur DLα ≤ 4 dB zu erzielen erlaubt. Nach zahlreichen physikalischen Tests und Prüfungen wurden Anfang 2019 sowohl die EBA-Zulassung als auch die Anwendererklärung der DB Netze zum Einsatz an Schienenwegen gemäß Eisenbahn-Bundesordnung (EBO) erteilt. Natürlich ist Tap-Rail damit ebenso für die Anordnung an Schienenwegen für Straßen- und Privatbahnen geeignet.

Erscheinungsbild: mögliche Ausführungsvarianten © R. Kohlhauer GmbH

Das Kernstück des Systems, die transparente Einlage, besteht aus Acryl in Scheibendicken von 15 mm oder 20 mm, eingefasst von einem vierseitig umlaufenden Aluminiumrahmen, der zusätzlich absorbierende Eigenschaften aufweist.

Das Absorptionsmaterial aus Steinwolle befindet sich geschützt unter dem speziell geformten Lochblech und wird von einer Hülle aus Glasvlieskaschierung umschlossen. Durch die gewählte Dichte des Materials von 100 kg/m3 wird einerseits die optimale Schallabsorption erreicht und andererseits Gewicht gespart. Mit den modularen Standardbauteilen lassen sich zudem Wandhöhen ≤ 6 m realisieren, in der Grundform sind die Elemente 2 m, 2,50 m, 4 m oder 5 m lang und 1 m

hoch, wobei die 4-m-Produkte durch einen und die mit 5 m Länge durch zwei Mittelstege unterteilt werden.

Prüfungen ergaben, dass Tap-Rail je nach Scheibendicke ein Schalldämmmaß von DLR = 33 dB bzw. 34 dB und eine Schallabsorption von DLα = 4 dB erreichen kann.

Im Vergleich zu Lösungen aus Leichtmetall ist diese Schalldämmung also deutlich höher. Und: Dank der Ausstattung mit Fangkonstruktionen ist Tap-Rail geradezu prädestiniert für die Verwendung auf Brücken und aufgrund seiner hohen Steifigkeit im Übrigen auch für den Einsatz an Schienenwegen mit Hochgeschwindigkeitsverkehr (≤ 300 km/h). www.kohlhauer.com

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VERLAGSGRUPPE W I E D E R Smit MixedMedia P A Konzepts HN VERLAGSGRUPPE W I E D E R Smit MixedMedia P A Konzepts HN Biebricher Allee 11 b 65187 Wiesbaden Tel.: +49/611/98 12 920 info@verlagsgruppewiederspahn.de www.verlagsgruppewiederspahn.de Biebricher Allee 11 b www.symposium-brueckenbau.de 65187 Wiesbaden Tel.: +49/611/98 12 920 info@verlagsgruppewiederspahn.de www.verlagsgruppewiederspahn.de www.symposium-brueckenbau.de

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PRODUKTE UND PROJEKTE Wirtschaftliches Verfahren von Sika

Brückenabdichtung in Rekordzeit Das hohlraumreiche Asphalttraggerüst mit nachträglicher Verfüllung (HANV) ermöglicht Abdichtungsarbeiten von Betonbrücken in Rekordzeit und trägt damit wesentlich zur Problemlösung der baustellenbedingten Verkehrsbehinderungen bei. In einer Schichtdicke von 1,50–2 cm wird das HANV-System direkt auf die vom Altbelag befreite Brückentafel eingebaut und anschließend mit einem Verfüllharz geflutet. Zur Schnelligkeit trägt auch bei, dass dieses einlagige Abdichtungssystem in nur einem Arbeitsgang aufgebracht werden kann, so dass die Ausführung witterungsunabhängiger ist als bei herkömmlichen Lösungen, zumal weder eine Reprofilierung noch eine Kratzspachtelung notwendig sind. Für einen optimalen Verbund mit den darauf folgenden Asphaltschichten sorgt das Abstreuen mit einem speziellen Schmelzgranulat, der anschließende Einbau der Zwischen- und Deckschichten aus Gussoder Walzasphalt lässt das Granulat schmelzen und führt so zu einer innigen Verbindung der Schichten zur HANVAbdichtung.

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Hohlraumreiches Asphalttraggerüst mit nachträglicher Verfüllung © Sika Deutschland GmbH

Seit dem Jahr 2000 sind mehr als zehn Brücken mit einer Gesamtfläche ≥ 35.000 m² mit dem HANV-Verfahren und Produkten von Sika instand gesetzt worden, darunter drei Düsseldorfer Brücken: die »Münchener Straße« mit 6.600 m², die Brücke A 44 bzw. B 8 mit 4.300 m² und die Brücke »Hochstraße« im Stadtteil Mörsenbroich, auf der ca. 2.600 m² bearbeitet wurden.

In Berlin erfolgte jüngst die Sanierung der Rudolf-Wissell-Brücke als Teil der A 100 mit insgesamt 10.800 m² sowie Straßen-, Park- und Halteflächen.

Schmelzklebergranulat als Haftvermittler für optimalen Verbund © Sika Deutschland GmbH

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Verteilung des Verfüllharzes © Sika Deutschland GmbH

Die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) hat die genannten Projekte über Jahre beobachtet und bewertet: Alle mit HANV instandgesetzten Brücken sind nach wie vor in einem einwandfreien Zustand. Das System erfüllt also den sehr langfristigen Nachhaltigkeitsgrundsatz bei schneller Realisierung. www.sika.com

PRODUKTE UND PROJEKTE Dauerhafter Systemaufbau von WestWood

Abdichtung für alle Temperaturen

Zweite Lage der Versiegelung © WestWood Kunststofftechnik GmbH

Aufbringen von Versiegelung und Quarzsand © WestWood Kunststofftechnik GmbH

Die Bundesstraße 29 (B 29) führt im Remstal von Waiblingen über Schwäbisch Gmünd nach Aalen und Nördlingen – und verlief bislang durch Mögglingen und sorgte dort für ein sehr hohes Verkehrsaufkommen. Eine neue Ortsumfahrung sollte nun die Verkehrsströme um mehr als 75 % reduzieren.

Mit dem Baubeginn der Ortsumfahrung galt es auch die geplanten Brücken zu errichten: Die Schettelbachbrücke und das Bauwerk 9 fielen dabei in die Abschnitte 2 und 3, deren Realisierung erst

ab Juli 2017 erfolgte und dann zwei Jahre dauerte. Danach fehlte eigentlich nur noch eine dauerhafte Abdichtung, wobei sich trotz des nahen Frühlings nachts Temperaturen um -5 °C, tagsüber um +8 °C ergaben, also Witterungsverhältnisse, die herkömmliche Lösungen nicht anzuwenden erlaubten. Das heißt, es musste ein Material eingesetzt werden, das selbst bei solchen Temperaturen innerhalb von 20 min aushärtet. Die Wahl fiel deshalb auf einen Systemaufbau auf Basis von PMMA.

Und so wurden die neuen Betonfahrbahntafeln zunächst kugelgestrahlt, um den Untergrund optimal für die erste Lage der Versiegelung vorzubereiten.

Danach wurde das reaktive Grundierungsharz Wecryl 123 als Versiegelung sorgfältig aufgebracht, gefolgt von der Verlegung einer PolymerbitumenSchweißbahn und dem Applizieren von Gussasphalt in zwei Lagen. www.westwood.de

Schettelbachbrücke bei Mögglingen kurz vor Fertigstellung © WestWood Kunststofftechnik GmbH

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S O F T WA R E U N D I T Neue Business-Notebooks der Marke Vaio®

Comeback eines Innovators Mit einer komplett neuen Notebookgeneration meldet sich Vaio® zurück auf dem europäischen Markt. Und das bedeutet, die Vaio Corporation wurde als Marke von Sony abgespalten und ist heute ein unabhängiger Hersteller mit Sitz in Japan.

Mit den beiden Geräten SX 14 und A 12 knüpft das Unternehmen nun nahtlos an die bekannten Qualitätsmerkmale von Vaio-Notebooks an: leicht, leistungsfähig und aus hochwertigen Materialien gefertigt. So bestehen die Gehäuse aus Magnesium oder Kohlefaser, gepaart mit Aluminium, in hochqualitativer Verarbeitung. Das Vaio A 12 als 2-in-1-Gerät bringt 1,10 kg auf die Waage, das SX 14 sogar nur 999 g – trotz einer Vielzahl von Anschlüssen und bester technischer Ausstattung. Die in Japan durch Vaio entwickelten und produzierten Geräte werden für Europa von Trekstor als exklusivem Business Licensing Partner vertrieben.

Die beiden schnellen und eleganten Notebooks für Business- und Privatanwender sind über den Vaio-Webshop und auch bei ausgewählten Händlern zu erhalten.

Den Intel®-Prozessoren der Core™ i7 oder i5-Serien macht Vaio SX 14 Beine: Mit TruePerformance wird die Rechenleistung dieses Flaggschiffs optimal an die

Kombination aus Leistung, Qualität, Komfort und Design © Vaio Corporation

Erfordernisse angepasst, weshalb die Prozessoren in Vaio-Notebooks schneller als die Serienprodukte sind und die Leistungsreserven wesentlich besser ausnutzen. Die Kühltechnik der CPU wurde ebenfalls überarbeitet, um die Wärme effektiv abzuführen. Und das Tuning-Kit für den Prozessor reduziert die Reaktionszeiten erheblich und steigert zudem die Leistungsfähigkeit.

Das Vaio A 12 ist hingegen ein 2-in-1Gerät und bietet derart alle Vorteile eines Notebooks und Tablets, wobei die Scharniere und das Tablet-Dock sich dank einer stabilisierenden Klappe durch Standfestigkeit auszeichnen und die Neigung der Tastatur ein ergonomisches Schreiben erlaubt. Die Bedienung des Touchdisplays kann zudem wahlweise mit den Fingern oder dem mitgelieferten Vaio Digitizer Pen erfolgen.

Für den täglichen Einsatz im Arbeitsleben geeignet, findet sich bei beiden Geräten die entsprechende Ausstattung: Neben einer Vielzahl von Anschlüssen wie VGA, HDMI oder USB 3.1 Gen 1 sowie USB 3.1 Gen 2 verfügen die Notebooks über Bluetooth, LAN- und WLAN-Anschluss sowie über ein globales LTE-Modul. Mit langen Akkulaufzeiten bis 8,50 h beim SX 14 und maximal 7,50 h beim A 12 lassen sie sich auch ortsunabhängig nutzen. GPS ist in ihnen natürlich genauso verbaut worden wie ein Fingerabdruckscanner, um ein Höchstmaß an Sicherheit neben Komfort und Qualität zu gewährleisten. www.eu.vaio.com www.trekstor.de www.vaio.com

Neuer leistungsstarker Netzwerkspeicher von Buffalo

Zuverlässige Back-up-Lösung mit Garantie Buffalo, global agierender Anbieter von Netzwerkspeicher-(NAS-), USB-Speicherund anderen professionellen Netzwerklösungen, bietet mit der LinkStation 220DR ein neues Modell aus der LinkStation™-Reihe: Der Netzwerkspeicher mit zwei Festplatteneinschüben ist mit preisgekrönten WD-Red™-Festplatten bestückt, um zuverlässig hohe Leistung zu liefern. Das heißt, Anwender können große Datenmengen von mehreren Quellen gleichzeitig speichern und hochaufgelöste Mediendaten an alle Mitglieder eines Büros streamen.

Die LinkStation 220DR verbindet eine einfach zu bedienende Oberfläche mit schnellen Hochleistungsfestplatten, die speziell für den Einsatz in RAID- und NASUmgebungen optimiert sind. Zu einem erschwinglichen Preis lieferbar, verarbeitet diese Neuentwicklung eingehende Daten aus Laptops, Smartphones, Digitalkameras und mehr. Das Gerät verfügt über eine Speicherkapazität von 2–8 TB

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Zwei Festplatteneinschübe und intuitive Bedienbarkeit © Buffalo EU B.V.

und wartet mit einer Herstellergarantie von drei Jahren auf.

Im Gesamtpaket ist zudem die kostenlose Cloud-Lösung von Buffalo enthalten: Alle Daten sind von überall über einen WebBrowser oder die WebAccess-App von Buffalo für Android® oder iOS abrufbar,

wobei die Daten jederzeit sicher am physischen Standort des Netzwerkspeichers abgelegt bleiben und sich nicht im Rechenzentrum eines Drittanbieters befinden. www.buffalo-technology.com

AWA D V ERRE TO I AILT SOFT U NRD

Leistungsstarke BIM-Werkzeuge von Autodesk

Effiziente Lösungen für den Brückenbau

Bei der Realisierung großer Infrastrukturprojekte ist BIM unverzichtbar. Für den Brückenbau als Paradedisziplin des Ingenieurbaus gilt dies in besonderem Maße.

Viele unterschiedliche Beteiligte erfordern reibungslose Workflows und flexible, effiziente Prozesse.

Hierzu bietet die AEC-Collection von Autodesk leistungsstarke BIM-Werkzeuge.

Anhand intelligenter 3-D-Modelle lassen sich Brückenkonzeptionen mühelos erstellen und anpassen. Kostspielige Nacharbeiten werden vermieden, Zeitpläne problemlos eingehalten. Die gemeinsame Datenplattform BIM 360 vereinfacht dabei die Zusammenarbeit zwischen den Projektteams.

Perfekte Simulation: das Fet-Straßen- und Brückenbauprojekt nahe Oslo © Autodesk Inc.

Auch international ist die BIM-Arbeitsweise längst fester Standard. Multiconsult AS, eines der führenden norwegischen Konstruktionsbüros, setzte von Anfang an auf BIM-Lösungen wie Civil 3D und Revit.

Für das Fet-Straßen- und Brückenbauprojekt nutzte man InfraWorks, um mit wenig Aufwand die Entwürfe im Umgebungskontext zu simulieren.

Eines der größten Bauunternehmen in Holland, Heijmans Infrastructure, arbeitet seit 2007 mit BIM. Bei ihrem aktuellen Projekt, einer Eisenbahnbrücke aus Beton, ermöglichten die Lösungen von Autodesk, eine innovative Tragstruktur sowie die perfekte Simulation von Abbruch und Neubau zu erstellen. Dies war mitentscheidend für die Auftragserteilung.

Profitieren auch Sie bei Ihren Infrastrukturprojekten von den Autodesk-BIMLösungen: Holen Sie sich jetzt Ihre kostenlosen Testversionen. http://autodesk.de/bim-im-brueckenbau

Alternativentwurf der Schrägkabelbrücke © Autodesk Inc.

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S O F T WA R E U N D I T Effektives Prozessmanagement mit Coman

Steuerung von Großbaustellen Digitale Neuerungen und etablierte Planungsmethoden verbessern die Steuerung von Großbauprojekten: Zum einen ermöglicht Building Information Modeling (BIM) die detaillierte Darstellung relevanter Bauwerksdaten in einem 3-D-CADModell. Und zum anderen nutzen Bauleiter und Projektmanager seit Jahren das »Last Planner System«, das auf Zusammenarbeit und Austausch einzelner Abteilungen setzt und ressourcensparendes, interdisziplinäres Planen fördert. Das System wickelt Großprojekte ab, schlägt eine Brücke zwischen Vorplanung und tatsächlichen Arbeitsprozessen, schafft Vertrauen unter Teams und hilft hochwertige Projekte fristgerecht zu realisieren.

Coman sorgt hier nun für Synergien zwischen Arbeitsgruppen: Die Software visualisiert die gesamte Prozesskette des Bauprojekts von der Beschaffung bis zur Fertigstellung in Echtzeit mittels graphischer Smart Object und verknüpft zudem die Terminplanungen involvierter Parteien, das Mängeltracking sowie Fortschrittsprozesse in einer zentralen Datenbasis.

Dokumentation des Baufortschritts © Coman Software GmbH

Durchgängig digitalisiert, zeigt sie Planabweichungen umgehend an und ermöglicht derart ein frühzeitiges Beheben von Fehlentwicklungen, wobei farbige und graphische Codierungen über den Status ausstehender Aufgaben informieren.

Durch die ganzheitliche Abbildung eines Projekts inklusive der digitalen Berücksichtigung relevanter CAD-Layouts stimmen Teams also einzelne Vorgehens-

schritte aufeinander ab und wirken dergestalt mit- statt gegeneinander. Ob auf der Baustelle oder im Büro, am Computer oder am Tablet: Mit Coman bearbeiten Verantwortliche agil Deadlines, Zuständigkeiten und noch zu erledigende Aufgaben. www.coman-software.com

Vermarktung durch Proceq und Tectus

Prüfsoftware der Universität Kassel »Dass Proceq und Tectus Dreamlab unsere Software in Zukunft weltweit Prüfingenieuren in der Qualitätsabnahme und Anlagenwartung zur Verfügung stellt, ist ein wunderbares Beispiel für gelungenen Technologietransfer«, so Prof. Dr. Bernd Witzigmann, Fachgebietsleiter Computational Electronics and Photonics an der Universität Kassel, dessen Arbeitsgruppe die Software entwickelt hat: InterSaft ist eine Lösung, die hochauflösende graphische Darstellungen und Analysen aus Ultraschall-Messdaten generieren kann, wie sie in der zerstörungsfreien Prüfung von Anlagen und Bauwerken anfallen. Unter Wissenschaftlern und Spezialisten genießt sie bereits jetzt große Anerkennung.

Proceq und die Tectus Group stellen die Kasseler Technologie nun ihren Kunden weltweit zur Verfügung und entwickeln sie innerhalb der digitalen Asset Management Plattform »Eagle« weiter: »Wir haben ein Unternehmen als Partner gefunden, das das technologische Know-how

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Bedienoberfläche im Anwendungsfall © Universität Kassel

und die Marketingexpertise hat, InterSaft für die Zukunft aufzustellen und zu erweitern und in den internationalen Markt einzuführen. Damit wird es möglich, wissenschaftliche Spitzenforschung, die von meinem Vorgänger Prof. Dr. em. Karl-Jörg

Langenberg initiiert wurde, zur Anwendung und Weiterentwicklung zu führen und damit vielen neuen Nutzern zugänglich zu machen«, so Witzigmann. www.uni-kassel.de

S O F T WA R E U N D I T Mengenermittlung und -berechnung mit ArchiCAD

Kostenvorteile (auch) bei Open BIM BIM »bringt« konkrete Vorteile, wenn es um die Kosten geht – gerade bei der Mengenermittlung und der Mengenberechnung: Das sind die Ergebnisse eines Open-BIM-Projekts des ArchiCAD-Herstellers Graphisoft mit neun Partnern.

So kann der Arbeitsaufwand der BIMMengenermittlung im Vergleich zum manuellen Vorgehen um 50 % geringer ausfallen, denn eine AVA-Software berechnet Flächen in m2 und Volumen in m3 aus den Geometrien, Oberflächen

oder eben Kubaturen der Bauteile. Wie erfahrene Kalkulatoren bestätigen, ist die BIM-Mengenermittlung in der täglichen Praxis zudem erheblich exakter, erfordert jedoch, dass »ordentlich« in 3-D modelliert wird, also gemeinsam vereinbarte Modellierungsrichtlinien eingehalten werden.

Dieser Genauigkeitsvorteil resultiert wiederum aus der Anwendung von unterstützenden, ja quasi helfenden Programmen, die das Modell auf Dopplung über-

prüfen. Darüber hinaus sorgt Open BIM für Transparenz in sämtlichen Projektphasen und bei allen Anpassungen und Planungsänderungen.

Die Beteiligten des Kooperationsprojektes sind AVA.relax, Avanti, Bechmann BIM, BIM4You, BuildUp, California.pro, Nevaris BIM, Nova AVA und Orca AVA. www.graphisoft.de

»Wechselfreiheit« dank Softtech

BIM für jede Arbeitsweise Spirit, die CAD-BIM Software, die Architekten und Ingenieuren ermöglicht, in 2-D zu zeichnen, in 3-D zu modellieren oder mit BIM-Bauteilen zu konstruieren, wird in zwei Versionen angeboten: Mit SpiritPlan lassen sich schnell und einfach 2-D-Pläne zeichnen, während sich SpiritPro für 3-D-Anwendungen eignet: Beide sind über Schnittstellen in den BIM-Prozess eingebunden.

Mit Spirit 2019 werden aus einer Zeichnung oder einem Modell individuelle Berichte erstellt, die wunschgemäß direkt ausgedruckt oder nach Excel, Word und als pdf exportieren werden können. Mit Hilfe von vorgefertigten Reporten ist es zudem machbar, umfangreiche Dokumentationen der gezeichneten Objekte und Bauteile per Knopfdruck anzufertigen. Und: IFC-konforme Attribute, sogenannte PSets, sind jetzt ebenfalls in Spirit integriert.

4-K-Monitore finden zunehmend Verbreitung, denn die hochauflösende Bildschirmanzeige erleichtert die Arbeit an CAD-Plänen ganz erheblich. Und genau deshalb unterstützt Spirit diese Technologie, so dass Pläne scharf bis ins kleinste Detail angezeigt werden, im Übrigen ebenso wie die Menü-Übersicht oder Icon- und Navigationsleisten. Das Gleiche gilt aber auch für die Windows-Einstellungen auf Monitoren ohne 4-K-Technologie. www.softtech.de

Aktuelle Richtlinie des VDI

Wegweiser durch BIM Die Erkenntnis, dass Building Information Modeling (BIM) die ganze Bau- und Immobilienbranche erreichen und verändern wird, stellt inzwischen niemand mehr in Frage. Für einen handhabbaren, nachvollziehbaren und erfolgreichen Ablauf eines BIM-Projekts sind jedoch ein einheitliches Verständnis von Begriffen, Prozessen und Methoden sowie verlässliche normative Vorgaben unabdingbar.

Die neue Richtlinie VDI 2552 Blatt 1 »Building Information Modeling. Grundlagen« sorgt hier für Ordnung und ist dementsprechend auch ein Wegweiser zu den weiterführenden Regelungen in den zum Teil noch in der Entstehung befindlichen Blättern der Richtlinienreihe VDI 2552. Die Richtlinie berücksichtigt nationale und internationale Standards und Spezifikationen sowie Best-PracticeErfahrungen und stellt insbesondere den Bezug zur Realisierung und Nutzung von Bauwerksinformationen während des Planens und Bauens her.

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www.weise-software.de

www.vdi.de

4 . 2019 | BRÜCKENBAU

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N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E Weitere Tochtergesellschaft von SEH Engineering

Bündelung der Sanierungskompetenzen Aktuell gibt es im Infrastrukturbereich in Deutschland einen großen Bedarf an Sanierungskompetenz: Die Anforderungen an bestehende Brücken, Bahnhöfe und andere Bauwerke sind durch die steigende Verkehrszunahme immens gewachsen, gleichzeitig wurden und werden sie sowohl durch Sanierungsstau als auch Alterung stark belastet.

Ganzheitliche Lösungen, die bereits mit einer sachbezogenen Planung beginnen, sind deshalb unabdingbar. Die SEH Engineering GmbH verfügt über solche Lösungsfähigkeiten – und bündelt diese bisher im Stahlbau- und Stahlbrückenbaubereich angesiedelten Kompetenzen in einer neuen Tochtergesellschaft mit Sitz in Hannover, die im Verbund mit den erfolgreichen »jungen« Schwestergesellschaften SPH GmbH (Korrosionsschutz) und STS GmbH (Flexible Stahlbausonderkonstruktionen) agieren wird.

Referenzprojekte der SEH Engineering GmbH sind die Sanierung und Verbreiterung der Kennedybrücke in Bonn, die Verbreiterung und Ertüchtigung für den Tramverkehr der Roten Brücke in Luxemburg, die neue Fahrbahn der Müngstener Brücke, also des »liegenden Eiffelturms« Deutschlands sowie die Sanierungen der Hauptbahnhöfe in Wiesbaden und Hamburg.

Fuldabrücke bei Bergshausen © SEH Engineering GmbH

Brückenbauwerk in Salzgitter © SEH Engineering GmbH

Mülheimer Brücke in Köln © SEH Engineering GmbH

Kennedybrücke in Bonn © Hermann Kolbeck

www.seh-engineering.de

15-jähriges Bestehen von K+S

Jubiläum in Nürnberg Beratung im anspruchsvollen Ingenieurbau sowie bei der Ausführungs- und Entwurfsplanung: Vor 15 Jahren gründete sich K+S Ingenieur-Consult GmbH & Co. KG – und war dann sehr schnell auch weltweit tätig, das heißt, an Bauwerken beteiligt, wie – der ca. 60 m breiten und 1.455 m langen Sheik-Khalifa-Brücke in Abu Dhabi, – der 1.681 m langen Ilmtalbrücke, – dem 1.337 m langen Neckartal übergang, – der Mainbrücke bei Eltmann, – der Itztalbrücke bei Coburg.

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Immer schon war das Unternehmen national und international aktiv. Dafür bedurfte und bedarf es in der Regel eines öffentlichen Auftraggebers, etwa der Deutschen Bahn AG, einer beauftragenden Baufirma, wie zum Beispiel Max Bögl oder Adam Hörnig, oder privater Industriekunden. So entstanden und entstehen mit Unterstützung von K+S – Großbrücken mit über 100 m Länge, – Hoch- und Industriebauten, Hallen oder Maschinenfundamente, – Monorail-Fahrwege wie in Kuala Lumpur in Malaysia bzw. in Mumbai in Indien, – bergmännische Vortriebe im Tunnel bau, wie derzeit im Tunnel Rothenstein bei Jena.

Und: K+S beschäftigt Mitarbeiter, die an sämtlichen, seit 1988 bis heute in Nürnberg realisierten U-Bahn-Strecken beteiligt waren. So erstellt K+S aktuell die Ausführungsplanung für den U-Bahnhof und die Strecke der U 3 Südwest-Großreuth, zudem ist man in den Ausbau der lokalen Infrastruktur involviert: »Derzeit ist«, so Peter Seitz, geschäftsführender Gesellschafter, »auf der BAB A 73, Anschlussstelle Nürnberg-Zollhaus, die Rampe Kornburg-Feucht mit Stützwänden in Bau, die durch unser Büro entworfen wurde.« www.ks-ingenieurconsult.de

N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E Verleihung durch Stiftung Maurer Söhne

Förderpreis für Bachelor-Arbeit Die Münchner Stiftung Maurer Söhne vergab im Juli ihren Förderpreis an Rafael Flock. Ausgezeichnet werden alljährlich herausragende wissenschaftliche Abschlussarbeiten auf dem Gebiet der Technischen Dynamik.

Rafael Flock befasste sich in seiner Bachelorarbeit »Wahrscheinlichkeitsbasierte Optimierung von Gleitpendellagern zur Erzielung bestmöglicher Basisisolierung« mit deren probabilistischer Optimierung für die Basisisolation von Bauwerken gegen die zerstörerische Wirkung von Erdbeben. Das heißt, er erstellte ein Simulationstool, um die Parameter von Gleitpendellagern so zu berechnen, dass eine definierte Isolation des Bauwerks für verschiedene Erdbebenstärken mit dazugehörigen Auftretenswahrscheinlichkeiten erzielt wird. Die Methodik gründet auf der Erdbebengefahrenkarte, der lokalen

Übergabe von Urkunde und Scheck © Maurer SE

Seismizität, Bauwerksparametern und der spezifizierten Isolation in Abhängigkeit von der Wiederkehrperiodendauer des Erdbebens.

Die Verleihung des mit 2.000 € dotierten Stiftungspreises erfolgte anlässlich eines Festakts am Tag der Fakultät der Technischen Universität München. www.maurer.eu

Ausbildung an der Bauhaus-Universität Weimar

»Neue« Fachingenieure für Brückenbau Die Bauhaus Weiterbildungsakademie Weimar e.V. (WBA) bietet seit sieben Jahren in Kooperation mit der BauhausUniversität Weimar und der Bauhaus Akademie Schloss Ettersburg gGmbH ein berufsbegleitendes Studium an, welches eine ergänzende Profilierung von Ingenieuren und Planern auf dem Spezialgebiet des Brückenbaus ermöglicht.

Diese achtmonatige Weiterbildung gewährt Einblicke in die neuesten Entwicklungen des Brückenbaus auf nationaler und internationaler Ebene, wobei das thematische Spektrum von Planungsgrundlagen über spezielle Ausführungsprobleme und -lösungen sowie Finanzierungsmöglichkeiten bis hin zu rechtlichen Fragen der Abrechnung und des Nachtragsmanagements reicht. Dipl.-Ing. Dagmar Bischleb, Ingenieurbüro Klemm Hensen GmbH, Leipzig, Absolventin der siebten Matrikel, fasst ihre Eindrücke und Erfahrungen wie folgt zusammen: »Der Bauhaus Weiterbildungsakademie Weimar e.V. ist es mit dem berufsbegleitenden Studium zum ›Fachingenieur/in für Brückenbau‹ geglückt, die vielschichtigen Aufgaben für alle am Brückenbau interessierten Ingenieure, mit und auch ohne Brückenbauerfahrung, sowie für

Quereinsteiger aus anderen technischen Fachbereichen umfassend darzustellen.

Mit der gelungenen Auswahl an Themengebieten wird alles Erforderliche vermittelt und darüber hinaus ein Ausblick in zukünftige Arbeitsweisen und Methoden gegeben. Dokumentiert in umfangreichen und anschaulichen Vorlesungsunterlagen erhält jeder Teilnehmer ein umfassendes Nachschlagewerk als Basis für seine weitere Arbeit. Die Auswahl an Referenten aus dem Kreis von Professoren, erfahrenen Ingenieuren und Auftraggebern zeigt die verschiedenen Sichtweisen und führt zu einem regen Erfahrungsaustausch aller Beteiligten auch über die Dauer des Fortbildungssemesters hinaus.« Die Teilnehmer und Teilnehmerinnen der achten Matrikel starten am 8. November 2019 und schließen die Weiterbildung im Mai 2020 ab. Mit erfolgreicher Teilnahme erwerben sie den Titel »Fachingenieur/in für Brückenbau« (Zertifikat der BauhausUniversität Weimar und der Bauhaus Weiterbildungsakademie Weimar e.V.).

Detaillierte Informationen zu einzelnen Modulen, Terminen und Dozenten sind auf der WBA-Website zu finden.

Möglichkeit zur ergänzenden Profilierung © Bauhaus-Universität Weimar

www.wba-weimar.de

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N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E Fotowettbewerb von Straßen.NRW

Brückenbauwerke der A 45 im Bild

Erster Platz »Originalfotografie«: Jürgen Armenat © Straßen.NRW

127 Brückenbauwerke, darunter 38 Talbrücken, zählt die A 45 allein in Nordrhein-Westfalen – und sie alle werden im Zuge des sechsspurigen Ausbaus der Sauerlandlinie komplett erneuert: ein Jahrhundertprojekt, für das bis 2032 mehr als 3 Mrd. € vorgesehen sind. Es handelt sich dementsprechend um ein Projekt, das die Region bewegt – und den Landesbetrieb Straßenbau Nordrhein-Westfalen (Straßen.NRW) im Sommer 2018 gemeinsam mit der IHK Siegen dazu veranlasste, einen Fotowettbewerb auszurufen und die besten der 370 Einreichungen zu prämieren.

Im Morgenlicht, bei Nebel, technisch verfremdet und perfekt in Szene gesetzt: Die Wanderausstellung »Brücken im Fokus – Mein Foto von der A 45« präsentiert nun die Bauwerke der Sauerlandlinie in teils dramatischen Lichtverhältnissen und aus

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Erster Platz »Originalfotografie«: René Plantade © Straßen.NRW

außergewöhnlichen Blickwinkeln. »Bei der enormen Vielfalt der Motive wird vor allem eines klar: Die A 45 hat die Region geprägt. Sie ist wirtschaftliche Lebensader und zugleich ein Stück Heimat; sie bewegt die Menschen auch ganz persönlich«, so die Direktorin von Straßen.NRW, Elfriede Sauerwein-Braksiek. Und so ist es denn nicht nur die berühmte Siegtalbrücke, die es auf die großformatigen Leinwände der Fotoausstellung geschafft hat. Kleinere, deutlich unbekanntere Talbrücken stehen in ihrer gestalterischen Schönheit der »großen Schwester« freilich in nichts nach.

Ein weites Spektrum außerordentlicher Motive, das sich auch in der Auswahl der beiden Erstplatzierten der Kategorie »Originalfotografie« widerspiegelt: Während Jürgen Armenat die Siegtalbrücke auf ihre klaren Linien reduziert, mit wenig

Erster Platz »Experimentelle Fotografie«: Hermann Geppert © Straßen.NRW

Dritter Platz »Experimentelle Fotografie«: Sabine Birkwald © Straßen.NRW

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Dritter Platz »Originalfotografie«: Matthias Schäfer © Straßen.NRW

Licht arbeitet und die Erhabenheit des massiven Bauwerks in den Vordergrund stellt, spielt René Plantade mit dem Begriff »Pferdestärke« und gönnt sich einen augenzwinkernden Moment unter der Talbrücke Saßmicke.

Die Ausstellung als Teil des sogenannten Masterplans A 45, den die drei Industrieund Handelskammern Dortmund, Hagen und Siegen gemeinsam mit der Universität Siegen und in enger Zusammenarbeit mit Straßen.NRW entwickelt haben, bildet also zugleich eine Art Archiv, denn die Bilder werden die Bauwerke überleben, werden doch sämtliche A-45-Brücken gesprengt und neuerrichtet. www.strassen.nrw.de www.a45wirdneu.de

Zweiter Platz »Experimentelle Fotografie«: Dietmar Hering © Straßen.NRW

Sonderpreis »Jugend«: Moritz Schardt © Straßen.NRW

N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E Entwicklungsprojekt der Bundesanstalt für Straßenwesen

Verstärkungs- und Schutzsystem für Brücken Mitte Juli fand im Zuge des Neubaus der Niersbrücke in Mönchengladbach die Fertigstellung der zweiten und damit abschließenden Bauphase des Smart-DeckGroßdemonstrators statt: Smart-Deck ist ein intelligentes Verstärkungs- und Schutzsystem, das auf der Oberseite von Brückenfahrbahnplatten aufgebracht wird. Dieses Projekt wurde bzw. wird von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) gemeinsam mit Industriepartnern realisiert.

Smart-Deck zielt darauf ab, durch Kombination verschiedener Funktionen die Dauerhaftigkeit und Lebensdauer von Brücken zu erhöhen. Das heißt, ein vollflächiges Echtzeit-Monitoringsystem detektiert das Eindringen von Feuchtigkeit in die Fahrbahnplatten, außerdem verfügt das System über einen vollflächigen, präventiven kathodischen Korrosionsschutz (pKKS). Die Fahrbahnplatten können im Übrigen durch Smart-Deck in Querrichtung verstärkt werden, was die Tragfähigkeit der Brücke erhöht.

Smart-Deck-Realisierung in Mönchengladbach © Bundesanstalt für Straßenwesen

Das Ganze besteht aus einer dünnen zweilagig carbonfaserbewehrten Mörtelschicht, wobei der Feuchtegehalt der Fahrbahnplatte mittels eines Messsystems in Echtzeit überwacht wird, so dass

sich im Schadensfall mit der Aktivierung des pKKS eine umfassende bauliche Instandsetzung verschieben lässt. www.bast.de

Erster Prototyp der Technischen Universität Berlin

Brückenbauwerk(e) aus Carbonbeton Schon seit einigen Jahren untersuchen Bauingenieure der Technischen Universität Berlin in dem größten Bauforschungsprojekt Deutschlands gemeinsam mit anderen Einrichtungen und industriellen Partnern das Potential eines Baustoffs, der aus einer Kombination von Carbon mit Beton besteht – im Rahmen des Verbundprojekts »C³ – Carbon Concrete Composite« am Fachgebiet Entwerfen und Konstruieren – Massivbau, das von Prof.

Dr. sc.techn. Mike Schlaich koordiniert wird. Vor kurzem lieferten nun Schwertransporter einen Brückenprototyp an, nämlich die weltweit erste integrale vorgespannte Carbonbetonbrücke, die weiteren experimentellen Untersuchungen dienen soll.

Der Beton mit Carbonverstärkung hat aus Sicht der Forscher das Potential, nicht nur die künftigen Herausforderungen zu meistern, sondern den Brückenbau zu revolutionieren: »Er ist strapazierfähig, robust, schont Ressourcen und ist damit auch besonders wirtschaftlich«, so Dr.-

Entwurf einer vorgespannten Tragstruktur © schlaich bergermann partner/Technische Universität Berlin

Ing. Alex Hückler, Technische Universität Berlin. »Immerhin ist Beton das weltweit meistverwendete Material nach Wasser und in der Herstellung sehr CO2-intensiv.« Da Carbon, anders als Stahl, nicht korrodiert, können die Spannseile also mit weniger Beton ummantelt werden, sogar mit porösem Leichtbeton. So hat eine

Carbonbetonkonstruktion ein deutlich geringeres Gewicht im Vergleich zu einer aus Stahlbeton, und die Carbonbewehrung ist bis zu fünfmal fester als die Stahlbewehrung. www.bauen-neu-denken.de www.tu-berlin.de

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N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E Neuerscheinung im Folio Verlag

Baukultur zum Erwandern Der Via Appia und damit Europas erster großer Straße, ja der Königin der Straßen schlechthin nachspüren, ja sie von Anfang bis Ende erwandern zu wollen, war schon immer ein Traum oder, treffender, ein Ziel von Italiens wohl berühmtesten Reisenden. Und das erscheint im Grunde höchst verständlich, ist diese legendäre Römerstraße doch nicht nur 1.000 Jahre älter als der Jakobsweg, sondern hat auch eine Länge von 540 km und führt vor allem vom Zentrum der Antike nach Brindisi, dem Tor zum Osten.

Jahrhunderte der Vernachlässigung und der Ignoranz haben sie freilich beinahe aus dem Gedächtnis gelöscht, was ihre Wiederentdeckung letztlich umso verdienstvoller macht: Mit einer Handvoll passionierter Reisegenossen folgt Paolo Rumiz den Spuren Horaz’ und des heiligen Petrus, der Langobarden, Sarazenen und Normannen. Und das bedeutet, die Gruppe stößt unter anderem auf antike Villen und überwucherte Baudenkmäler,

begegnet diversen Viadukten und Steinbogenbrücken, erkundet mittelalterliche Kirchen und Burgen, sieht sich zudem mit dem Wunder der Gastfreundschaft konfrontiert, vermag also ebenso die Düfte und (leiblichen) Genüsse des Südens zu goutieren.

Selbst dort, wo endlose Kornfelder und Autobahnen die Via Appia zu verbergen scheinen, ist sie offenkundig noch da und weist den Weg zum Herzen des Mittelmeers, sollte deshalb das Resümee einer Lektüre lauten, die sich uneingeschränkt empfehlen lässt, da sie das Vergnügen an Sprach- wie die Wertschätzung für (historische) Baukunst erst zu wecken und dann zu befriedigen hilft.

Das Buch hat im Übrigen 272 Seiten, kostet (lediglich) 25 € und bietet sich dank seines handlichen Formats nachgerade zum vorherigen Durch- und begleitenden Nachlesen an.

Reiselektüre mit Erkenntnisgewinn © Folio Verlags GmbH

Erweiterung des Blickfelds © Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH

www.folioverlag.com

»Angebot« des Springer Verlags

Nachdenken über Berufsethik Im sogenannten Goldenen Zeitalter der Ingenieurkunst (1850–1950) und sogar noch in der Zeit nach dem Zweiten Weltkrieg stand der technische Fortschritt beim Bauen im Einklang mit gesellschaftlichen Werten wie der Mehrung von Sicherheit, Wohlstand, Freiheit und Entfaltung. Daran hat sich bis heute kaum etwas verändert: Was technisch hergestellt werden kann, wird realisiert. »Der technische Fortschritt aber ist heute auch Bedrohung, denn soziale Auswirkungen treten genauso in Erscheinung wie Beeinträchtigungen der natürlichen Umwelt«, so Michael Scheffler. Ingenieuren werde daher zunehmend vorgeworfen, sich zu sehr auf das Bauen zu konzentrieren statt auch auf Naturschutz und Nachhaltigkeit.

Mit seinem gerade bei Springer erschienenen Sachbuch »Moralische Verantwortung von Bauingenieuren« treibt Scheffler diese bisher eher stiefmütterlich betriebene berufsethische Diskussion an und ruft Bauingenieure auf, umsichtiger zu arbeiten und sich im Sinne einer erwei-

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terten Zielsetzung intensiver mit den generationenübergreifenden und ökologischen Auswirkungen ihres Eingreifens in die Natur zu befassen.

Das heißt, er erörtert hier Grundsatzfragen des alltäglichen Handelns von Bauingenieuren insbesondere im Hinblick auf den derzeitigen Stellenwert und die Wahrnehmung moralischer Verantwortung, diskutiert Störungen und Problemstellungen und zeigt vordringlichen Handlungsbedarf auf. Die 262 Seiten umfassende, als gedrucktes Buch wie als eBook zum Preis von 18 € erhältliche Veröffentlichung ist aber nicht als ein Ausdruck von Kulturpessimismus oder gar Technikfeindlichkeit zu verstehen, Ziel ist vielmehr, das Thema der moralischen Verantwortung wieder aufzunehmen, es mit neuem Elan voranzutreiben und in seiner Bedeutung zu heben – in Ergänzung zum weiterhin wichtigen technischen Fortschritt. www.springer.com

BRANCHENREGISTER BAUWERKSÜBERWACHUNG UND ERDBEBENSCHUTZ

mageba gmbh Im Rinschenrott 3a 37079 Göttingen germany@mageba.ch

BOLZENSCHWEISSGERÄTE BRÜCKENLAGER UND FAHRBAHNÜBERGÄNGE

Köster & Co. GmbH Spreeler Weg 32 58256 Ennepetal Tel.: +49/23 33/83 06-0 Fax: +49/23 33/83 06-38 Mail: info@koeco.net www.koeco.net

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Maurer SE Frankfurter Ring 193 D-80807 München Tel.: +498932394-0 Fax: +498932394-329 www.maurer.eu

KOPFBOLZEN

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BRANCHENREGISTER LÄRMSCHUTZWÄNDE

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Swiss Steel AG Emmenweidstrasse 90 CH-6020 Emmenbrücke Tel.: +41 4 12 09 51 51 E-Mail: bauprodukte@swiss-steel.com www.swiss-steel.com

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Getzner Werkstoffe GmbH Herrenau 5 6706 Bürs, Österreich Tel.: +435552 201 0 Fax: +435552 201 1899 E-Mail: info.buers@getzner.com www.getzner.com

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Ein Bestellformular mit Informationen finden Sie auf unserer Homepage unter www.zeitschrift-brueckenbau.de.

Für Fragen und weitere Informationen steht Ihnen gerne Frau Leitner zur Verfügung.

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BRÜCKENBAU | 4 . 2019

IMPRESSUM

BRÜCKENBAU ISSN 1867-643X 11. Jahrgang Ausgabe 4 . 2019 www.zeitschrift-brueckenbau.de Herausgeber und Chefredakteur Dipl.-Ing. Michael Wiederspahn mwiederspahn@verlagsgruppewiederspahn.de Verlag

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

Biebricher Allee 11 b D-65187 Wiesbaden Tel.: +49 (0)6 11/84 65 15 Fax: +49 (0)6 11/80 12 52 www.verlagsgruppewiederspahn.de Anzeigen Ulla Leitner Zur Zeit gilt die Anzeigenpreisliste vom Januar 2019.

Satz und Layout Christina Neuner Bilder Titel und Inhaltsverzeichnis Eisenbahnbrücke SG26 in Griechenland © Maurer SE Druck Schmidt printmedien GmbH Haagweg 44, 65462 Ginsheim-Gustavsburg Erscheinungsweise und Bezugspreise Einzelheft: 14 Euro Doppelheft: 28 Euro Sonderpreis Tagungsband: 48 Euro Abonnement: Inland (4 Ausgaben) 56 Euro

Ausland (4 Ausgaben) 58 Euro Der Bezugszeitraum eines Abonnement beträgt mindestens ein Jahr. Das Abonnement verlängert sich um ein weiteres Jahr, wenn nicht sechs Wochen vor Ablauf des berechneten Bezugszeitraums schriftlich gekündigt wird.

Copyright Die Zeitschrift und alle in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt.

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Beilagen Die Gesamtauflage von Ausgabe 4 ∙ 2019 enthält eine Beilage der R. Kohlhauer GmbH, Gaggenau, und eine Beilage der Schaffitzel Holzindustrie GmbH + Co. KG, Schwäbisch Hall.

Bauwerkschutzsysteme © KSP Jürgen Engel Archtitekten, Krebs & Kiefer International

BAUWERKSLAGER | DEHNFUGEN | ERDBEBENVORRICHTUNGEN | SCHWINGUNGSDÄMPFER | MONITORING

SIGNATURE BRIDGE, INDIEN Aufgabenstellung: Bauwerkschutz am neuen Wahrzeichen in Delhi mit über 150 m hohem geneigtem Pylon mit asymmetrischen Seilen.

MOSCHEE ALGIERS, ALGERIEN Aufgabenstellung: Die drittgrößte Moschee der Welt braucht einen innovativen Erdbebenschutz, für eine Dauer von 500 Jahren.

DONAU CITY TOWER, ÖSTERREICH Aufgabenstellung: Reduzierung der Bauwerksbeschleunigungen aus Wind und Erdbeben am 220 m hohen Gebäude, um ausreichenden Komfort zu schaffen.

SOCAR TOWER, ASERBAIDSCHAN Aufgabenstellung: Vermeidung von Bauwerksbeschleunigungen des flammenförmigen, 200 m hohen Bauwerks bei Wind und Erdbeben.

Projektumfang: 38 MAURER MSM® Kalottenlager, davon 2 Pylonlager, welche je 23.000 t Auflast tragen. Dies entspricht dem Gewicht von ca. 15.000 Mittelklasse PKW‘s. Als Sonderbauteil leiten 8 Pendellager je 17.500 kN Kräfte aus den Rückspann-Seilen in die Fundamente ab.

Projektumfang: 246 Gleitpendellager mit Rotationsgelenk (Vorgabe 3 % dynamische Reibung und 2.400 mm effektiver Radius), 80 MAURER Hydraulikdämpfer MHD für 2.500 kN Dämpfkraft.

Projektumfang: 2 MAURER adaptive Hydraulikdämpfer für bis zu 80 kN Dämpfkraft und +/–700 mm Bewegung, bedämpfen das 300-t-Masse-Pendel.

Monitoringsystem für Bewegung, Kraft und Beschleunigung.

Projektumfang: 1 MAURER Massenpendeldämpfer MTMD mit 450 t Pendelmasse und Hydraulikdämpfer MHD bedämpft 0,32 Hz und +/–400 mm Bewegung; Monitoringsystem für Bewegung und Beschleunigung.

MAURER SE | Frankfurter Ring 193 | 80807 München Telefon +49.89.323 94-0 | Fax +49.89.323 94-306 | www.maurer.eu

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