1-2 / 2012 - Bauweb

Bautechnisches Gesamtkunstwerk
aus mehreren elementen
Erst bei näherer Betrachtung zeigt sich,
dass die „alte“ San Francisco-Oakland Bay
Bridge aus zahlreichen, voneinander unabhängigen
Segmenten besteht: Von San
Francisco am Westende kommend, fährt
man zunächst über eine Zufahrtsrampe
auf die eigentliche West Bay Brücke. Dieser
„West Span“ wird genaugenommen
durch zwei einzelne Hängebrücken mit je
zwei Pylonen gebildet. Endpunkt der West
Bay Brücke ist die Insel Yerba Buena, deren
Querung auch einen 165 m langen Tunnel
beinhaltet. Vom anderen Ende der Insel
bis zum östlich gelegenen Oakland erstreckt
sich über eine Länge von 3,1 m Kilometer
und mit insgesamt 38 Brückenfeldern
noch die alte East Bay Brücke („East Span“).
Kons truktiv gliedert sie sich zunächst in
eine große Stahlfachwerkbrücke, an die
mehrere kürzere Fachwerkbrücken mit unterschiedlichen
Spannweiten anschließen.
Als letztes Element führt ein Stahlbetonviadukt
zum „Oakland Touchdown“.
Noch ein kurzer Blick auf die Besonderheiten
der West Span Konstruktion aus den
1930er Jahren. Obwohl sie nicht im Zen trum
dieses Berichts stehen, so waren die 3,2 km
des westlichen Abschnittes zwischen der
Insel und San Francisco doch eine enorme
Herausforderung an die Ingenieurskunst.
Die Bucht ist stellenweise 30 Meter tief und
der Baugrund verlangte neue Techniken der
Gründung und Fundamentierung. Hängebrücken
mit mehr als zwei Pylonen sind aus
Gründen der Stabilität nur sehr schwer realisierbar
und eine einzelne Hängebrücke
mit nur zwei Pylonen war damals aufgrund
der großen Spannweite nicht möglich. Die
Lösung bestand in einem massiven Zentralankerblock
auf halbem Weg zwischen
San Francisco und der Insel und dem Bau
zweier einzelner, in sich vollständiger Hängebrücken.
Auf diese Weise wurde sichergestellt,
dass auch beim Ausfall einer der
beiden Hängebrücken, die zweite aus statischer
Sicht voll funktionstüchtig bleibt. Mit
einer lichten Höhe von 67 Metern geben
sie auch heute noch modernsten Hochseeschiffen
genügend Platz, um vom Pazifik in
die Häfen von San Francisco und Oakland
zu gelangen.
Neu- und Umbau zur erdbebensicherung
West Span: Als Konsequenz der bereits erwähnten
Erdbeben-Katastrophe von 1989
und den nachfolgenden Untersuchungen
wurden die westlichen Hängebrücken größeren
Nachrüstungen unterzogen. Unter
anderem wurden auf beiden Decks des
westlichen Teils diagonale Streben hinzugefügt.
Diese versteifen die Brücke so, dass
seitliche Schwingungen bei Erdbeben ge-
dämpft werden. Die Analysen zeigten auch,
dass die massiven Betonstützkonstruktionen
frühzeitig versagen könnten, weshalb
die westlichen Stützen umfangreich umgebaut
wurden. Diese Arbeiten wurden 2003
abgeschlossen.
East Span: Bei der großen Fachwerkbrücke
musste zwischen einer aufwendigen
Verstärkung oder einem Neubau entschieden
werden. Technische wie auch ökonomische
Untersuchungen im Jahr 1999 ergaben,
dass eine neue Brücke nur wenige
100 Mio. Dollar teurer wäre, aber wesentlich
länger halten würde und auch wesentlich
billiger im Unterhalt wäre. Nicht zuletzt
deshalb, da der größte Teil der Fachwerkbrücken
auf Fundamenten aus Holz gebaut
ist. Die öffentliche Hand entschied deshalb,
das gesamte östliche Segment durch einen
Neubau zu ersetzen, der nördlich der alten
Brücke realisiert wird. Er hat im Gegensatz
zur alten Konstruktion keinen zweistöckigen
Querschnitt mehr, sondern besitzt
für die beiden 24 m breiten Richtungsfahrbahnen
zwei nebeneinander liegende
Tragwerke.
Selbstverankerte Hängebrücke
in neuen Dimensionen
Der Unterschied zur „echten“ Hängebrücke
liegt bei der selbstverankerten Variante
im statischen Ansatz: Die horizontale Komponente
der Zugkräfte in den Tragkabeln
wird nicht in Ankerblöcke eingeleitet, sondern
im Brückenüberbau rückverankert.
Die Brücke hält sich gewissermaßen selbst
im Gleichgewicht. Dazu Brückenbau-Experte
Professor Kollegger: „Dieses statische
Konzept hat natürlich Auswirkungen auf die
Errichtung selbst, denn es muss zuerst der
Brückenträger errichtet werden – ohne dass
ich die Lasten bereits am Tragseil abhängen
kann. Es ist daher eine entsprechende Rüstung
notwendig, die in diesem Fall natürlich
mit großem Aufwand verbunden ist. Das ist
einer der Gründe, warum dieses Konzept
so selten realisiert wird. Die im Rahmen
der Bay Bridge realisierten Fahrbahnträger
konnten für dieses statische System nur in
Stahl ausgeführt werden. Im Vergleich zu einer
konventionellen Stahlbetonbrücke auf
Stützen ist diese Konstruktion leichter, natürlich
aber auch teurer.“
Immerhin: Auch in Österreich gibt es bei
Hall in Tirol eine Zügelgurtbrücke über den
Inn. Ausgeführt mit Spannbeton-Zügelgurten
beträgt die Spannweite der Ende der
1990er Jahre errichteten Hauptbrücke 83
Meter. In den hier relevanten Dimensionen
wurden selbstverankerte Hängebrücken
in den letzten Jahrzehnten allerdings
vor allem in Asien gebaut. Beispiele sind
die Konohaha-Brücke in der japanischen
Stadt Osaka oder die Yeongjong-Brücke bei
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