SYMPOSIUM - MixedMedia-Konzepts

Ausgabe 4• 2009/
Ausgabe 1• 2010
ISSN 1867-643X
BRÜCKENBAU
Construction & Engineering
www.verlagsgruppewiederspahn.de
� Humboldthafen-Brücke
Berlin
� Spreebrücke
Bautzen
� Talbrücke St. Kilian
Schleusingen
� Elbebrücke
Schönebeck
� Mainbrücke
Bergrheinfeld
� Grümpentalbrücke
Selsendorf
� Deh Cho Bridge
Mackenzie River
� Matakina-Brücke
Yanbaru-Stausee
� Elbe-Lübeck-Kanal-Brücke
Berkenthin
10. Symposium
Brückenbau
in Leipzig

3
Dipl.-Ing. Michael Wiederspahn
Zum zehnten Symposium in Leipzig
Brückenbaukunst im (Rück-)Blick
� � � von Michael Wiederspahn
Mit Erscheinen dieses Heftes liegt nicht
nur der Tagungsband zum (inzwischen)
»Zehnten Symposium Brückenbau in
Leipzig« vor, sondern verbindet sich auch
ein kleines Jubiläum, auf das wir natürlich
stolz sind – zeigt es doch Rang und
Reputation einer Veranstaltung, die vor
ziemlich genau einer Dekade erstmals
durchgeführt wurde und sich danach zu
einer Reihe, ja sehr schnell zu einem, im
wahrsten Sinne des Wortes, stehenden
Begriff und festen Termin entwickelt
hat.
Ein paar Zeilen der Erinnerung an eine
in mehrfacher Hinsicht außerordentlich
bemerkenswerte Premiere seien daher
erlaubt, wobei hier, um nicht in ein allzu
großes Eigenlob verfallen zu müssen,
lediglich zwei, drei Passagen aus einer
Veröffentlichung zitiert werden, die in der
November-2000-Ausgabe des Deutschen
Ingenieurblatts immerhin sechs volle Seiten
umfasste: »(…) traf sich zum Zwecke
eines Informationsaustauschs und einer
offenen Diskussion über den Straßenbrückenbau
in Deutschland die Crème de la
Crème der deutschen Brückenbauer aus
den Ingenieurbüros, aus den Straßen- und
Brückenbauverwaltungen der Länder, aus
der Bauindustrie und aus der Forschung.
Dabei wurden, quasi Schlag auf Schlag,
die bedeutendsten neuen Brückenbauwerke
in Deutschland, aber auch die
alten Reichsautobahnstrecken mit ihren
Bauwerken, Brücken und Überführungen
und deren Nutzbarmachung für
den modernen Verkehr besprochen. (…)
Am Ende des zweiten Tages war darüber
hinaus eine Abschlussdiskussion vorgesehen,
die dann mehr als zwei (!) Stunden
andauerte: lebhaft, durchaus kontrovers
und doch, trotz mancher Meinungsverschiedenheit
in der Sache, stets kollegial
und insbesondere von dem Bewusstsein
geprägt, gemeinsam für das jeweils beste
Resultat, für die bestmögliche Qualität im
deutschen Straßenbrückenbau streiten
zu wollen.«
E D I T O R I A L
An der ursprünglichen Intention, nämlich
Projekte und Konzepte angemessen zu
thematisieren, die hohe und höchste
Ansprüche erfüllen, hat sich bis heute
ebenso wenig geändert wie an dem
prinzipiellen Ablauf des Symposiums mit
genügend Raum und Zeit für intensive
Erörterungen oder aber dem Teilnehmerkreis,
der sich nach wie vor aus der
bereits erwähnten »Crème de la Crème«
zusammensetzt. Dass die Referenten
mittlerweile aus (beinahe) der ganzen
Welt anreisen, um in Leipzig ihre Entwürfe,
die von ihnen geplanten und realisierten
Bauwerke vorzustellen, beweist also
»lediglich« die gewachsene und zudem
wachsende Internationalisierung eines
Programms, das schon seit vielen Jahren
das gesamte Spektrum des Brückenbaus
abdeckt – was die nachfolgenden Texte
und Bilder wiederum mit Nachdruck zu
veranschaulichen vermögen.
Wer dennoch zweifelt oder bisher einfach
nicht sicher war, ob und wann sich die
Fahrt für ihn lohnt, darf sich nun gerne
vom BRÜCKENBAU überzeugen lassen,
der zumindest mit den schriftlichen
Ausarbeitungen der (meisten) Vorträge
aufwartet. Direkte Kontakte und persönliche
Begegnungen als ein unverzichtbares
Element jedweder Zusammenkunft kann
und soll er ohnehin nicht kompensieren,
weshalb im Grunde stets zu empfehlen
bleibt: Neben oder nach der Lektüre an
die Anmeldung für den nächsten Februar
denken!
BRÜCKENBAU | Februar 2010

Architekten und Ingenieure lesen die [Umrisse].
Herausgegeben von der VERLAGSGRUPPE WIEDERSPAHN,
ist die Zeitschrift für Baukultur unabhängig von Verbänden und
anderen Interessenvertretungen.
Jede Ausgabe verfügt über ein bis zwei thematische Schwerpunkte
aus den Bereichen Architektur und Ingenieurbau, wie zum Beispiel
»LeseRäume«, »Sport + Erleben«, »Bauen mit Textilien«,
»Ruhender Verkehr«, »DachLandschaften«, »WeinBauWelten«,
»Fassaden« und »Innenausbau« im Jahr 2009.
Detaillierte Produktinformationen, wichtige Branchennachrichten,
ein fundierter Bautechnik-Teil, umfassende Beiträge zum
»Bau- und Immobilienrecht« sowie ein ausgesuchtes »Special«,
oft in Kooperation mit entsprechenden Fachmessen,
runden das redaktionelle Profi l eines jeden Heftes ab.
Wollen Sie ein Probeexemplar bestellen – oder gleich abonnieren?
Das geht am besten und schnellsten unter www.umrisse.de,
denn die [Umrisse] fi ndet man natürlich auch im Internet.
[Umrisse]
Zeitschrift für Baukultur
Biebricher Allee 11 b
65187 Wiesbaden
Tel.: 0611/84 65 15
Fax: 0611/80 12 52
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4

5
Editorial
3 Brückenbaukunst im (Rück-)Blick
Michael Wiederspahn
Symposium
6 Zehn Jahre Initiative Baukultur
Joachim Naumann
12 Gestaltung und Struktur im Dialog
Karl Kleinhanß
16 Ideen- und Realisierungswettbewerbe in Brandenburg
Winfried Glitsch, Thomas Kupferschmid
20 »Ergänzung« der Waschmühltalbrücke
Richard Lutz, Volkhard Angelmaier
26 Neubau der Elbebrücke Schönebeck
Wolfgang Eilzer, Markus Morawietz
31 Vier bayerische Public-Private-Partnership-Projekte
Karl Goj
38 Neubau der Haseltalbrücke
Günther Kleiner
42 Eisenbahnbrücken der ÖBB
Hannes Kari
43 Planung und Errichtung der Grümpentalbrücke
Martin Schnellhardt
48 Mit Hochgeschwindigkeit über das Ilmtal
Peter Seitz, Manfred Förtsch, Eberhard Pitsch, Heinz Pircher
56 Großbrücken und ihre Herstellungsverfahren
Manfred Becker
66 Mehrfeldrige Schrägseilbrücken
Andreas Keil, Philipp Wenger
77 Deh Cho Bridge im Norden Kanadas
Matthias Schüller
81 Ausgewählte Beispiele für Extradosed Bridges
Christian Gläser
84 Brücke über den Sinichbach in Italien
Anton Obholzer, Alois Neulichedl
I N H A L T
90 Geothermische Brücke in Berkenthin als Pilotprojekt
Thomas Hanschke, Jens-Uwe Kühl, Roland Freund, Volker Richter, Klaus-Ulrich Mackert
94 Sicherheit von Großbrücken
Bernard Hodac
96 Brücke über das Berounka-Tal bei Prag
Roman Lenner, Milan Šistek
Aktuell
99 Faserverbundkunststoffe im modernen Brückenbau?
Pamela Voigt, Elke Genzel
102 Produkte und Projekte
106 Software und IT
108 Nachrichten und Termine
110 Branchenkompass
111 Impressum
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Rückblick und Ausblick
Zehn Jahre Initiative Baukultur
� � � von Joachim Naumann
1 Logo der Initiative
Architektur und Baukultur
© Bundesministerium für Verkehr,
Bau und Stadtentwicklung
Ziemlich genau vor zehn Jahren,
nämlich am 17. Oktober 2000, wurde
vom damaligen Bundesminister
für Verkehr, Bau und Wohnungswesen
Reinhard Klimmt gemeinsam
mit der Bundesarchitekten- und der
Bundesingenieurkammer die »Initiative
Architektur und Baukultur« mit
einer Auftaktveranstaltung in Berlin
gestartet. Ziel war es, die öffentliche
Diskussion über die Qualität des
Planens und Bauens sowie die Bedeutung
der Baukultur in Deutschland
anzuregen und die Aktivitäten
in den verschiedenen Bereichen zu
bündeln. Der richtige Zeitpunkt also,
um ein Resümee zu ziehen, verbunden
mit einem Ausblick.
1 Einleitung
Der Gründung der »Initiative Architektur
und Baukultur« vorausgegangen war eine
längere Phase der zunehmenden Kritik
von vielen Beteiligten in Politik, Verbänden,
Verwaltungen und der Öffentlichkeit
über das teilweise unbefriedigende Erscheinungsbild
mancher öffentlicher und
privater Bauten und die damit verbundene
negative Gestaltung der Umwelt.
Dies betraf fast alle Bereiche des Bauens
und dabei auch Bauten der Verkehrsinfrastruktur
bei Bahn und Straße. Speziell die
Brücken- und Ingenieurbauwerke im Zuge
der Neubaustrecken der Deutschen Bahn
AG gerieten stark in die Kritik, da sie sich
aufgrund der Rahmenplanung fast ausschließlich
an den Betriebsbedürfnissen
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
2 Erster Bericht zur Lage der
Architektur und der Baukultur
© Bundesministerium für Verkehr,
Bau und Stadtentwicklung
des Bahnverkehrs orientierten und kaum
Rücksicht auf den jeweiligen Standort
nahmen; bei manchen Straßenbrücken
lag der Schwerpunkt des Entwurfes aufgrund
negativer Erfahrung beim Betrieb
aber ebenfalls eher auf der Konstruktion
robuster Bauwerke als auf einer ausgewogenen
Gestaltung.
So reifte bei vielen Beteiligten die Einsicht
zum Umdenken, zumal sich durch die
gewaltigen Aufgaben nach der deutschen
Vereinigung zum Auf- und Ausbau der
Infrastruktur in den neuen Bundesländern
die große Chance ergab, bei den
zahlreichen notwendigen Bauwerken
neue Ideen zu verwirklichen und durch
gute Gestaltung zu einem lebenswerten
Umfeld in den Städten und Regionen beizutragen.
Die mannigfaltigen Diskussionen
erreichten bald auch die politischen
Gremien, was schließlich zum Auftakt
der Initiative Architektur und Baukultur
führte.
2 Initiative Baukultur
Wie so oft bei schwierigen Gemeinschaftsaktionen
kommt es entscheidend
darauf an, dass insbesondere in der Anfangsphase
engagierte Persönlichkeiten
die notwendigen Entwicklungsschritte
vorbereiten und konsequent umsetzen.
Mit den damaligen Präsidenten der Bun-
desarchitektenkammer Peter Conradi
und der Bundesingenieurkammer Dr.-Ing.
Karl-Heinrich Schwinn, waren diese Bedingungen
in idealer Weise gegeben, so
dass die Initiative auf Anhieb ein Erfolg
wurde. Unterstützt wurde dies ganz maßgeblich
vom zuständigen Bundesministerium
für Verkehr, Bau und Wohnungswesen
durch den Parlamentarischen
Staatssekretär Achim Großmann, der die
erforderlichen Kontakte zu den politischen
Gremien sicherstellte. Auch auf der
Fachebene des Ministeriums entwickelte
sich für den Bereich Ingenieurbau sehr
schnell eine enge und gute Zusammenarbeit
des Referates Brückenbau mit dem
damals federführenden Referat Architektur
und Stadtplanung, was manche ideelle
und fi nanzielle Unterstützung förderte.
Wichtig war natürlich in dieser Phase
ebenso die Unterstützung durch die Verbände
wie beispielsweise VBI und VUBIC
sowie durch herausragende Persönlichkeiten
des Ingenieurbaus wie Prof. Dr.-Ing.
Drs. h.c. Jörg Schlaich, der maßgeblich
dazu beigetragen hat, dass so manche
Hürde durch Überzeugungsarbeit überwunden
werden konnte.
Nach der Auftaktveranstaltung der Initiative
am 17. Oktober 2000 folgte sehr bald
der erste Kongress »Baukultur in Deutschland«
vom 3. bis 5. Dezember 2001 in
Köln, wo vor allem mehrere Podiumsdiskussionen
im Vordergrund standen und
ein erster »Bericht zur Lage der Architektur
und Baukultur in Deutschland«
präsentiert wurde. Durch den Kongress
konnten alle beteiligten Fachbereiche des
Planens und Bauens sowie eine breite
Öffentlichkeit erreicht und damit der
Initiative der nötige Schwung verliehen
werden.
Um der Initiative ein verbindliches Leitbild
zu geben, wurden die wesentlichen Zielvorstellungen
in mehreren Themenfeldern
konkretisiert:
– Zukunftsgerechte Planungs- und Architekturqualität
sichern. Hierbei geht es
vor allem um die Frage, inwieweit die
Formen und Inhalte des Planungs- und
Baumanagements aufgrund des demographischen,
technologischen und
wirtschaftlichen Wandels angepasst
oder neu defi niert werden müssen.
– Das Potential von Architektur und
Baukultur für Innovationen und Weiterentwicklungen
nutzen. Die Bau-
6

7
wirtschaft ist nach wie vor einer der
größten Investitionsbereiche mit einem
erheblichen Innovationspotential.
Hier gilt es zunächst die vorhandenen
Erfahrungen zu sammeln und im Sinne
von Best Practice weiterzugeben sowie
Möglichkeiten zu weiteren Anreizen
für Innovationen beispielsweise durch
Wettbewerbe aufzuzeigen.
– Kulturelles Erbe wahren sowie vorhandene
Ressourcen im Bestand nutzen
und weiterentwickeln. Nach einer langen
Phase des Neubaus und Ausbaus
stehen künftig die Pfl ege, Erhaltung
und Erneuerung des Baubestandes immer
mehr im Blickfeld. Hierbei ergeben
sich teilweise völlig neue Aufgaben,
die auch in baukultureller Hinsicht von
großer Bedeutung sind.
– Die internationale Wettbewerbsfähigkeit
deutscher Architekten, Planer
und Ingenieure stärken. In einem
zusammenwachsenden Europa und
einer zunehmenden Globalisierung gilt
es, sich rechtzeitig auf die neuen Rahmenbedingungen
einzustellen. Mit der
Initiative soll daher auch der Export von
Architekten- und Ingenieurleistungen
entwickelt und gefördert werden.
Viele dieser Zielvorstellungen ließen sich
inzwischen durch konkrete Aktionen und
Projekte verwirklichen. Noch wichtiger ist
als Ergebnis, dass durch die Initiative eine
breite Diskussion innerhalb der Fachkreise
und der Gesellschaft angestoßen und
damit das Bewusstsein für eine gute und
nachhaltig gestaltete Umwelt geschärft
wurde.
Ein Ziel der Initiative Baukultur war schon
sehr früh die Einrichtung einer Stiftung
Baukultur, um damit das Thema auf
Dauer zu etablieren und die Beschäftigung
mit diesem für alle Bürgerinnen und
Bürger wichtigen Bereich des täglichen
Lebens zu verstetigen.
Zur Vorbereitung wurde hierzu am 4. und
5. April 2003 ein erster »Konvent Baukultur«
unter der Schirmherrschaft des
damaligen Bundespräsidenten Johannes
Rau in Bonn durchgeführt. Damit hatte
das Thema auch die Gremien des Deutschen
Bundestages erreicht, der schließlich
im Oktober 2003 das Bestreben nach
einer qualitätsvollen und nachhaltigen
Gestaltung der Umwelt durch einen
Beschluss für eine »Qualitätsoffensive für
gutes Planen und Bauen« unterstützte
und so den Weg für eine Gesetzesinitiative
zur Einrichtung einer Bundesstiftung
Baukultur ebnete.
3 Erfolge der Initiative Baukultur
3.1 Symposien und Veranstaltungen
Von Anfang an war es das Bestreben der
an der Initiative Baukultur beteiligten
Bauingenieure, die vielfältigen Leistungen
der Ingenieure gleichberechtigt neben
jenen anderer Bereiche wie der Architektur
und des Städtebaus herauszustellen.
Im Rückblick ist zu attestieren, dass
dies nur zum Teil gelungen ist, was aber
primär an der mangelnden Bereitschaft
vieler Ingenieure lag, ihre Aufgabenfelder
und Leistungen in der Öffentlichkeit zu
präsentieren und sich im Rahmen der
Initiative zu engagieren. Das ist umso bedauerlicher,
da gerade die Bauingenieure
durch ihre Arbeit ganz wesentlich zum
Lebensstandard der Gesellschaft und zur
Qualität der gebauten Umwelt beitragen.
Aufgrund der in den vergangenen Jahren
schwierigen Wirtschaftslage ist es zwar
durchaus verständlich, dass bei vielen
Ingenieuren nur wenig Neigung bestand,
sich neben dem täglichen Geschäft noch
mit grundsätzlichen Fragen der Baukultur
und der werbewirksamen Darstellung
ihrer Leistungen in der Öffentlichkeit
zu befassen. Doch dies erweist sich zunehmend
als kontraproduktiv, was sich
nicht zuletzt durch eine im Vergleich zu
anderen Berufsgruppen unangemessen
geringe Würdigung ihrer Arbeit und in
einer unzureichenden Vergütung ihrer
Leistungen niederschlägt.
Erfreulicherweise hat die Initiative Baukultur
mit dazu beigetragen, dass hier
allmählich ein Umdenken erfolgt und
sich mittlerweile einige sehr interessante
und öffentlichkeitswirksame Aktivitäten
entfaltet haben. So hat sich neben dem
Brückensymposium in Leipzig, das in
diesem Jahr ja ebenfalls sein zehnjähriges
Jubiläum feiert, und den etablierten
Bautechnik- sowie Stahlbautagen das
Dresdner Brückbausymposium zu einer
der größten Ingenieurveranstaltungen
entwickelt, das dank der Verbindung mit
der alle zwei Jahre stattfi ndenden Verleihung
des Deutschen Brückenbaupreises
erhebliche Aufmerksamkeit genießt.
Neben diesen großen Veranstaltungen
sind aber die vielfältigen regionalen Aktivitäten
von Hochschulen, Verbänden
und Ingenieurkammern wichtig, die den
Austausch unter den Ingenieuren und
mit anderen Berufsgruppen erfreulich
beleben. Schüler- und Studentenwettbewerbe
gerade im Brückenbau dienen
außerdem durch die aktive Befassung
mit bautechnischen Themen ebenso der
Nachwuchsförderung, was mit Blick auf
den künftig zu erwartenden Mangel an
qualifi zierten Ingenieuren äußerst bedeutsam
ist.
S Y M P O S I U M
Ausstellung
Ingenieur Bau Kunst
in Deutschland
7. Oktober bis 7 . November 2004
Wissenschaftszentrum Bonn, Ahrstraße 45, 53175 Bonn
montags bis freitags 8-19 Uhr, samstags und sonntags 14-18 Uhr, Eintritt frei
www.brueckenausstellung.nrw.de
Partner der
Ausstellung:
3 Plakat der Brückenausstellung
© Bundesministerium für Verkehr, Bau und
Stadtentwicklung
Insgesamt lässt sich damit auch für den
Ingenieurbereich eine positive Erfolgsbilanz
für die Aktivitäten im Rahmen der
Initiative Baukultur ziehen. Exemplarisch
für einige besondere Aktivitäten sollen
hier noch einige Leuchtturmprojekte
vorgestellt werden.
3.2 Ausstellung Straßenbrücken
Bereits zu Beginn der Initiative Baukultur
war im Referat Brückenbau des
Bundesverkehrsministeriums die Idee
entstanden, eine Ausstellung zum Thema
Brückenbau und Baukultur zu organisieren
und damit die »Königsdisziplin«
der Bauingenieure in der Öffentlichkeit
noch ein wenig bekannter zu machen.
Neben historischen Bauwerken sollte der
Schwerpunkt vor allem auf dem modernen
Brückenbau liegen, um zu zeigen, wie
vielfältig dieser hinsichtlich Konstruktionen
und Materialien sein kann.
Glücklicherweise erklärte sich die Bundesingenieurkammer
spontan bereit, das
Vorhaben organisatorisch und fi nanziell
zu unterstützen, so dass sich die Idee sehr
schnell verwirklichen ließ. Unter dem Titel
»Straßenbrücken – Ingenieur Bau Kunst
in Deutschland« wurde die Ausstellung
2001 im ehemaligen Staatsratsgebäude
in Berlin gestartet und anschließend auf
Wanderschaft durch alle Bundesländer
geschickt. Rund 80 Brückenbauwerke
wurden auf großformatigen Tafeln
präsentiert und in einem begleitenden
Katalog erläutert. Etwa 400.000 Besucher
haben während der zweijährigen Wanderschaft
diese Ausstellung gesehen und
damit das große Interesse an technischen
Leistungen eindrucksvoll dokumentiert.
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
4 Talbrücke Wilde Gera im Zuge der A 71
© Bundesministerium für Verkehr, Bau und
Stadtentwicklung
5 La-Ferté-Steg in Stuttgart
© Bundesministerium für Verkehr, Bau und
Stadtentwicklung
6 Humboldthafen-Brücke in Berlin
© Bundesministerium für Verkehr, Bau und
Stadtentwicklung
7 Dreiländerbrücke in Weil am Rhein
© Bundesministerium für Verkehr, Bau und
Stadtentwicklung
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
3.3 Deutscher Brückenbaupreis
Ermutigt durch den großen Erfolg der
Ausstellung wurde im Jahr 2004 als weiterer
Beitrag zum Thema Baukultur vom
Bundesverkehrsministerium und den
Ingenieurverbänden der »Deutsche Brückenbaupreis«
ins Leben gerufen.
2005 erstmals ausgelobt und dann im
Frühjahr 2006 am Vorabend des Dresdner
Brückensymposiums feierlich verliehen,
sollen mit dem »Deutschen Brückenbaupreis«
herausragende Brückenbauwerke
ausgezeichnet werden, die in technischer,
gestalterischer oder innovativer Hinsicht
besondere Leistungen darstellen und
geeignet sind, das Ansehen der Ingenieurbaukunst
in Deutschland zu stärken. Der
»Deutsche Brückenbaupreis« wird alle
zwei Jahre vergeben, wobei sich die Bundesingenieurkammer
und der Verband
Beratender Ingenieure zusammengetan
haben. Das Bundesministerium für
Verkehr, Bau und Stadtentwicklung hat
die Schirmherrschaft übernommen und
unterstützt den Preis fi nanziell und ideell,
Hauptsponsor ist außerdem die Deutsche
Bahn AG.
Zur Auslobung können Straßen- und
Eisenbahn- sowie Geh- und Radwegbrücken
eingereicht werden, die in den letzten
Jahren neu errichtet, instandgesetzt
oder umgebaut wurden. Vorschläge für
die Bauwerke dürfen von Fachleuten und
Laien gemacht werden, Hinweise von
Außenstehenden sind ausdrücklich erwünscht.
Ausgezeichnet werden die Bauwerke,
die Preise erhalten die Personen,
deren Leistungen an verantwortlicher
Stelle wesentlichen Anteil am Entstehen
der Brücke hatten. Die Bewertung der
Arbeiten erfolgt durch eine Jury, die seit
2009 für jeden Wettbewerb neu berufen
wird.
Der Deutsche Brückenbaupreis hat auf
Anhieb großen Erfolg gehabt und sich inzwischen
als einer der wichtigsten Preise
des Ingenieurwesens etabliert. Preisträger
der Verleihung 2006 waren die Talbrücke
Wilde Gera der Bundesautobahn A 71
und der La-Ferté-Steg in Stuttgart, 2008
die Humboldthafen-Brücke in Berlin und
die Dreiländerbrücke in Weil am Rhein.
Die nächste und damit dritte Preisverleihung
fi ndet am 15. März 2010 wiederum
in Dresden statt.
3.4 Brücken der Einheit
Ohne Frage hat der Straßenbrückenbau
auch infolge der großen Aufgaben im
Rahmen der Vereinigung Deutschlands
neuen Aufschwung erhalten, denn es
galt, innerhalb kurzer Zeit eine Vielzahl
von Projekten zu realisieren. Viele Brückenbauer
haben dies sehr schnell als
Chance begriffen, neben bewährten
Lösungen auch innovative Wege zu beschreiten
und die Brückenbautechnik
weiterzuentwickeln. So gelangte in den
letzten 15 Jahren insbesondere in den
neuen Bundesländern eine große Anzahl
interessanter und zukunftsweisender
Bauwerke zur Ausführung, die das Interesse
für den Brückenbau und technische
Projekte in der Fachwelt wie der Öffentlichkeit
geweckt haben. Den Ingenieuren
steht dabei heute eine große Palette von
Konstruktions- und Gestaltungsmöglichkeiten
zur Verfügung, die mit Engagement
und Kreativität genutzt wird. Herausragende
Beispiele sind beispielsweise
die Brücken im Zuge der Bundesautobahn
A 71 durch den Thüringer Wald oder die
neue Rügenbrücke bei Stralsund.
Diese Entwicklung passte gut zu den Intensionen
der Initiative Baukultur, da hier
an vielen praktischen Beispielen die Kunst
des guten Gestaltens und Konstruierens
demonstriert werden konnte.
3.5 Realisierungswettbewerbe
Eine wichtige Möglichkeit, kreative und
innovative Ideen für Brücken zu fördern
und die Leistungen der Bauingenieure
deutlicher in der Öffentlichkeit darzustellen,
ist die Durchführung von Realisierungswettbewerben,
die im Brückenbau
bisher nur in Ausnahmefällen üblich
waren. Aufgrund des zusätzlichen Verwaltungs-,
Kosten- und Zeitaufwandes wird
diese Möglichkeit allerdings auch künftig
auf besondere Fälle beschränkt bleiben.
Realisierungswettbewerbe haben jedoch
den Vorteil, dass die Bürgerinnen und
Bürger durch die Veröffentlichung der Ergebnisse
stärker in den Planungsprozess
einbezogen werden und sie zudem gute
Chancen zur öffentlichkeitswirksamen
Darstellung der Gestaltungsideen und
der innovativen Entwicklungen im Brückenbau
bieten.
8

9
8 Talbrücke Reichenbach im Zuge der A 71
© Bundesministerium für Verkehr, Bau und
Stadtentwicklung
Das Bundesministerium für Verkehr,
Bau und Stadtentwicklung unterstützt
grundsätzlich die Bestrebungen für mehr
Wettbewerb in der Planungsphase als
Beitrag zur Baukultur, zumal heute alternative
oder zukunftsweisende Lösungen
wegen der immer stärker formaljuristisch
geprägten Ausschreibungs- und Vergabeverfahren
über Nebenangebote oder
Sondervorschläge kaum mehr durchsetzbar
sind.
Im Bereich der Bundesfernstraßen wurde
daher in den letzten Jahren eine ganze
Reihe von Wettbewerben durchgeführt,
unter anderem für folgende Bauwerke:
– Brücke St. Kilian (A 17) als innovative
Stahlrohrfachwerkkonstruktion mit
Verbundüberbau,
– Saalebrücke Jena Göschwitz (A 4) als
Neubau neben der denkmalgeschützten
steinernen Bogenbrücke,
– Saalebrücke Salzmünde (A 143) als
1.000 m langes Bauwerk im Anschluss
an einen Lärmschutztunnel mit einer
innovativen gläsernen Einhausung,
– Waschmühltalbrücke (A 6) als Neubau
neben der denkmalgeschützten Bogenbrücke,
– Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein (A
643) als Ersatzneubau mit Verbreiterung,
– Lahntalbrücke Limburg (A 3) ebenfalls
als Ersatzneubau mit Verbreiterung.
In der Rückschau auf die durchgeführten
Realisierungswettbewerbe lässt sich feststellen,
dass viele kreative und innovative
Ideen eingebracht wurden, die bei einer
konventionellen Entwurfsbearbeitung so
nicht erzielbar gewesen wären. Durch die
anschließende Dokumentation und Ausstellung
der Ergebnisse sowie die Berichte
in den regionalen Medien konnte in allen
Fällen eine öffentlichwirksame Darstellung
erreicht und damit die Bürgerinnen
und Bürger stärker in den Planungsprozess
einbezogen werden.
3.6 Brücken der Deutschen Bahn
Nach der teilweise heftigen Kritik an der
Gestaltung von Bahnbrücken haben die
Initiative Baukultur und die anhaltende
Diskussion über ein gutes Gestalten
mitbewirkt, dass auch bei der Deutschen
Bahn AG ein Umdenken einsetzte. Um
neue Entwicklungen und eine angemessene
Formfi ndung im Brückenbau verstärkt
zu fördern, hat die Deutsche Bahn
AG im Jahr 2007 einen Brückenbeirat ins
Leben gerufen, der mit renommierten
Bauingenieuren und Architekten besetzt
ist. Der Brückenbeirat hat einerseits
die Aufgabe, an besonders exponierten
Brückenbauprojekten in einer möglichst
frühen Phase des Entwurfs unmittelbar
mitzuwirken, um ästhetisch überzeugende
Lösungen bei gleichzeitiger Einhaltung
der wirtschaftlichen und funktionalen
9 Talbrücke Zahme Gera im Zuge der A 71
© Bundesministerium für Verkehr, Bau und
Stadtentwicklung
S Y M P O S I U M
Anforderungen zu fi nden. Zum anderen
soll er gestalterische Leitlinien und
Grundsätze für den Entwurf von Eisenbahnbrücken
entwickeln. Als ein wesentliches
Ergebnis der beratenden Tätigkeit
des Brückenbeirates ist der »Leitfaden
– Gestalten der Eisenbahnbrücken« entstanden.
Der Leitfaden soll planenden Ingenieuren,
aber auch Projektleitern und Bauherrenvertretern
Unterstützung bieten, für den
jeweiligen Ort und die damit verbundenen
speziellen Randbedingungen einen
angemessenen, gut gestalteten Brückenentwurf
zu erarbeiten. Keinesfalls soll er
dabei als Vorschrift aufgefasst werden,
vielmehr als Anregung für eine sinnvolle
technische und gestalterische Weiterentwicklung
des Eisenbahnbrückenbaus.
Die ersten Bauwerke nach dem neuen
Leitfaden sind inzwischen in Planung,
10 Brücke St. Kilian
im Zuge der A 73
© Bundesministerium für
Verkehr, Bau und Stadtentwicklung
11 Saalebrücke Salzmünde
im Zuge der A 143
© Bundesministerium für
Verkehr, Bau und Stadtentwicklung
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
12 Leitfaden zur Gestaltung
von Eisenbahnbrücken
© Deutsche Bahn AG
und es ist zu erwarten, dass damit künftig
neue Bahnbrücken wieder in positivem
Sinne wichtige und gut gelungene Beiträge
zur Baukultur werden, wie beispielsweise
die Humboldthafen-Brücke am
neuen Berliner Hauptbahnhof.
4 Stiftung Baukultur
Wie eingangs schon erwähnt, war eines
der wesentlichen Ziele der Initiative
Baukultur die Einrichtung einer Stiftung
Baukultur, um für dieses Thema ein dauerhaftes
Podium zu schaffen. Bundesstiftungen
zu gesellschaftsübergreifenden
Themen gibt es bereits für die Bereiche
Kultur, Denkmal- und Umweltschutz.
Mit der Etablierung einer Bundesstiftung
Baukultur sollte nun ein weiterer wichtiger
Bereich hinzugefügt werden, der für
die Gestaltung unserer Umwelt besondere
Bedeutung hat.
Ziel der Bundesstiftung Baukultur ist
die Schaffung einer bundesweiten Aktions-
und Kommunikationsplattform,
die das Bewusstsein für die Belange der
Baukultur bei Bauherren, Planern und
Bauausführenden sowie in der Öffentlichkeit
stärkt und die Leistungen der Architekten
und Ingenieure in Deutschland
national und international herausstellt.
Die Stiftung soll durch eine entsprechende
Öffentlichkeitsarbeit sowie regelmäßige
Berichte Aufmerksamkeit für gute
Planungen und Bauleistungen erzeugen,
die Qualitätsnachfrage wecken und insgesamt
ein baupolitisch positives Klima
fördern.
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
Als Ziele wurden die nachstehenden
Aufgabenfelder defi niert:
– Fortführung des im Rahmen der Initiative
Architektur und Baukultur angestoßenen
bundesweiten öffentlichen
Dialogs über Baukultur,
– Zusammenarbeit mit den im baukulturellen
Bereich vorhandenen regionalen,
nationalen und internationalen Akteuren,
– Herausstellung der Leistungen der
deutschen Architekten und Ingenieure
im Bereich des Bauwesens,
– Erstellung von Analysen und Berichten
zur Lage der Baukultur in Deutschland,
um Entwicklungen und Handlungsbedarf
in diesem Bereich aufzuzeigen.
Im Dezember 2004 erfolgte der Kabinettsbeschluss
zum Entwurf eines Gesetzes
zur Errichtung einer Bundesstiftung
Baukultur. Aufgrund von Verzögerungen
im Gesetzgebungsverfahren konnte der
Deutsche Bundestag das Gesetz allerdings
erst 2006 beschließen, in Kraft getreten
ist es dann am 22. Dezember 2006.
Nach Vorbereitungen durch den vorläufi -
gen Stiftungsrat fand am 21. September
2007 in Potsdam der zweite Konvent Baukultur
statt, der gleichzeitig Gründungskonvent
für die Stiftung war. Als Gremien
sind der Vorstand, ein Stiftungsrat mit elf
sowie ein Beirat mit 21 Mitgliedern eingerichtet
worden. Dem Beirat kommt dabei
insbesondere die Aufgabe zu, das Arbeitsprogramm
der Stiftung aufzustellen;
Präsident der Bundesstiftung ist Michael
Braum. Der nächste Konvent Baukultur,
der alle zwei Jahre tagen soll, ist für den
16. und 17. April 2010 in Essen einberufen
worden; hier soll auch der dritte Bericht
zur Lage der Baukultur in Deutschland
vorgestellt werden.
Die Bauingenieure befi nden sich wegen
der frühen Festlegung, dass im Konvent
vor allem die Träger, Stifter und Bauherren
bundesweit bedeutsamer Preise der
letzten Jahre vertreten sein sollen, von
Anfang an in einer ungünstigen Ausgangslage,
da es im Ingenieurwesen im
Vergleich zu den Bereichen Architektur
und Stadtplanung relativ wenige Preise
gibt. So sind denn die Ingenieure im
Konvent Baukultur, gemessen an Anzahl
und Umsatz ihrer Branche, deutlich
unterrepräsentiert. Dies führt nicht nur
dazu, dass die Mitwirkungsmöglichkeiten
entsprechend gering sind, sondern
ebenso dazu, dass die Bereitschaft für ein
Engagement in der Bundesstiftung bei
vielen Ingenieuren nicht sonderlich groß
ist. Es wäre wünschenswert, wenn diese
Anfangsprobleme überwunden werden
könnten, was aber ganz entscheidend
auch vom Willen und dem verbesserten
Zusammenwirken der in den Verbänden
und Kammern organisierten Ingenieure
abhängt.
5 Zusammenfassung, Ausblick
Rückblickend auf zehn Jahre »Initiative
Architektur und Baukultur« kann ohne
Frage festgestellt werden, dass sich diese
Idee als großes Erfolgsmodell erwiesen
und sie die Leistungen der Ingenieure und
Architekten stärker in das Blickfeld der
Öffentlichkeit gebracht hat. Zahlreiche
Veranstaltungen zum Thema Baukultur
sind durchgeführt und eine bemerkenswerte
Reihe von Aktivitäten auf regionaler
und überregionaler Ebene angestoßen
worden. Günstig beeinfl usst wurde diese
Entwicklung durch die rege Bautätigkeit
infolge der gewaltigen Aufgaben nach der
deutschen Einheit, wodurch gutes Gestalten
nicht nur theoretische Befassung mit
dem Thema blieb, sondern auch an vielen
gelungenen Beispielen demonstriert
werden konnte.
Im Ingenieurbereich hat der Brückenbau
daran einen erheblichen Anteil, da sich
diese Bauwerke besonders gut in der
Öffentlichkeit darstellen lassen. Es hat
sich gezeigt, dass das Interesse bei den
Bürgerinnen und Bürgern an solchen
Bauwerken und damit an der Gestaltung
ihrer Umwelt durchaus sehr groß ist und
Angebote zur Information wie durch die
Brückenbau- oder andere Ausstellungen
im Rahmen der Initiative breiten Zuspruch
fi nden.
Dies sollte von den Ingenieuren noch stärker
als bisher berücksichtigt werden, um
den vielfach hervorragenden Leistungen
in der Öffentlichkeit und den Medien den
10

11
nötigen Stellenwert zu verschaffen und
damit diesen interessanten und kreativen
Beruf auch für den Nachwuchs wieder
attraktiver zu machen. Mit der Initiative
Baukultur und jetzt der Stiftung Baukultur
ist hierfür mit aktiver Unterstützung
durch die Politik eine hervorragende Plattform
geschaffen, die mit Engagement
und Ideen genutzt werden sollte.
Wie es künftig mit der »Initiative Architektur
und Baukultur« nach der Errichtung
der »Bundesstiftung Baukultur« weitergehen
wird, ist zurzeit noch nicht ganz
klar. Es bleibt auf jeden Fall zu wünschen,
dass das Thema Baukultur auch in den
nächsten Jahren von einer breiten Basis
sowie durch eine große Anzahl von Aktivitäten
mitgetragen wird und nicht im
Interessen- oder Gremiengerangel der
Beteiligten untergeht.
Spannende Themenfelder zur Gestaltung
unserer Umwelt gibt es genug, zumal sich
in vielen Bereichen die Schwerpunkte des
Planens und Bauens notwendigerweise
mehr vom Neubau auf die Erhaltung und
Modernisierung des Bestands verlagern
werden. Dies sind ganz neue Herausforderungen,
die nicht nur kreative Ideen,
sondern zugleich ein fundiertes Fachwissen
und die Bereitschaft zur interdisziplinären
Zusammenarbeit bedingen. Aber
auch in diesem Bereich ist die Baukultur
unteilbar, denn neben der Gestaltung
von Neubauten ist vor allem der Umgang
mit der vorhandenen Bausubstanz ein
Spiegelbild der baukulturellen Gesinnung
unserer Gesellschaft!
Autor:
Ministerialrat Dipl.-Ing. Joachim Naumann
Bundesministerium für Verkehr, Bau und
Stadtentwicklung,
Bonn
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S Y M P O S I U M
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BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Bogen, Wellen und Vouten
Gestaltung und Struktur im Dialog
� � � von Karl Kleinhanß
Im Verlauf der Evolution haben sich
für lastabtragende Komponenten in
der Pfl anzen- und Tierwelt bestimmte
Leitstrukturen durchgesetzt,
die sich als besonders stabil und
effi zient erwiesen haben. Darüber
hinaus werden solche Grundformen
naturgemäß als ästhetisch empfunden,
da sie dem menschlichen
Auge vertraut und verständlich sind.
Nachdem sie sich als Vorbild für konstruktiv
schlüssige und gut gestaltete
Ingenieurbauwerke, vor allem
für Brücken im Landschaftsraum,
anbieten, wurden die hier vorgestellten
aktuellen Bauwerksentwürfe der
DEGES auch nach den Prinzipien der
Bionik entwickelt, nicht zuletzt im
Hinblick auf die angestrebte baukulturelle
Qualität dieser den Standort
nachhaltig aufwertenden Brücken.
1 Formen und Strukturen
Betrachtet man die Natur mit den Augen
des Ingenieurs, so fi ndet man als tragende
Strukturen immer wieder die Geometrie
des Bogens, der Welle oder der Voute,
also vorwiegend gerundete, organische
Formen. Eher selten sind schnurgerade,
eckige bzw. kantige oder prismatische
Konturen, welche technisch-maschinell
konzipierten Körpern eigen sind:
– Der Bogen als offene Form steht geometrisch
in Beziehung zum geschlossenen
Kreis, dem in der Pfl anzenwelt
dominierenden Querschnitt für Halme
oder Stämme, also den zur vertikalen
Lastabtragung dienenden Komponenten.
– Die Wellenform als Aneinanderreihung
gegensinnig verlaufender Bögen ist
Sinnbild für das Auf und Ab lebendiger,
dynamisch fortschreitender Strukturen,
wie sie sich im Naturgeschehen
bevorzugt entwickeln.
– Die Voute beschreibt die Kontur von
stetig veränderlichen Querschnitten,
wie sie zu Ästen oder Flügeln, also zu
Komponenten mit Kragfunktion passen.
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
1 Naturnahe Formen
© DEGES GmbH
Offensichtlich spiegeln sich in den Grundformen
der Flora und Fauna die strukturellen
Funktionen wider, ein Indiz für die
naturgemäße Verknüpfung von Gestalt
und Struktur, ein Axiom der Evolution.
2 Natur und Technik
Schon Karl Marx hat erkannt, dass die
Dialektik der Entwicklung von »Produktionsinstrumenten
in der Pfl anzen- und
Tierwelt« auf Parallelen zwischen der
»Technik der Natur« und der vom Menschen
entwickelten Technik hinführt. Mit
der systematischen Analyse der in Flora
und Fauna als effi zient und leistungsfähig
erwiesenen »natürlichen« Strukturen
lassen sich, so der Ansatz der Bionik als
Verbindung von Biologie und Technik, die
Prinzipien der Natur auch für die Technik
des Ingenieurbaus im Allgemeinen und
des Brückenbaus im Besonderen nutzbar
machen.
Zunehmend beeinfl ussen sich gerade im
Verkehrswegeplan Natur und Technik,
nicht zuletzt bei den Wild- bzw. Grünbrücken
zur Vernetzung von faunistischen
Lebensräumen. Gerade bei diesen dem
Naturschutz gewidmeten Ingenieurbauwerken
bietet es sich an, auch in der
strukturellen Formgebung sowie in dem
gewählten »Bau-Material« von der Natur
zu lernen: So entstand die zumindest
deutschlandweit erste Grünbrücke in
Holzbauweise im Zuge der B 96n bei
Stralsund, welche die angestrebte Symbiose
aus Funktion, Form und Material in
idealer Weise verkörpert.
3 Bionik und Nachhaltigkeit
Gerade mit der Betonung des hochmodernen
Leitbegriffs der Nachhaltigkeit
treten die Prinzipien der Bionik zwangsläufi
g in den Vordergrund der Entwurfsarbeit,
denn es gilt:
2 Nachhaltiges
Brückenbauwerk
© DEGES GmbH
12

13
Was sich im Evolutionsprozess der Natur
durchgesetzt hat, kann auch im Wettbewerb
der Technik bestehen.
Nachhaltige Strukturen und Formen müssen
sämtliche Qualitätsziele für die sechs
hier formulierten Elemente erfüllen.
– Die Technologie muss die Standsicherheit
des Tragwerks für die volle erwartete
Lebensdauer sicherstellen.
– Die Funktionalität wird durch die
Gebrauchsfähigkeit und die Betriebssicherheit
des Bauwerks beschrieben.
– Die Wirtschaftlichkeit ist für die Summe
aus den Baukosten sowie den
aufsaldierten Betriebskosten zu untersuchen.
– Die Ökologie fordert im Abwägungsprozess
zwischen dem Nutzen von
Infrastrukturprojekten und den Eingriffen
in den Naturhaushalt den Nachweis
der Umweltverträglichkeit.
– Dem Anspruch der Baukultur sollte,
dem Standort und der Dimension der
Bauwerke angemessen, die Gestaltung
gerecht werden.
– Die öffentliche Meinung, geprägt von
der Gesamtheit der Nutzer und Betroffenen,
wird letztlich über die Akzeptanz
der Projekte befi nden.
4 Brückenbau nach Vorbild
Bestärkt durch die positive Resonanz auf
die im Zuge der Ostseeautobahn A 20
sowie des sogenannten Rügenzubringers
erfolgreich umgesetzten Brückenentwürfe,
unter anderem die Peenebrücke
Jarmen (Best Practice im Naturschutz),
die Grünbrücke Wilmshagen (Pilotprojekt
für die Holzbauweise) sowie die Rügenbrücke
Stralsund (Neues Wahrzeichen im
Welterbe), werden die aktuellen Entwürfe
verstärkt auf die Kriterien der Baukultur
und der Nachhaltigkeit, nicht zuletzt auf
eine Synthese aus Natur und Technik nach
den Prinzipien der Bionik ausgerichtet.
4 Bionische Prinzipien
© DEGES GmbH
3 Strukturen und Projekte
© DEGES GmbH
Die wird verdeutlicht an sechs ausgewählten
Projekten des Jahres 2009,
welche in der für die Bundesländer Sachsen-Anhalt,
Brandenburg und Sachsen
zuständigen Abteilung der DEGES im
Bereich P 1 entwickelt wurden. Die beteiligten
Ingenieurbüros sind in der bereits
erwähnten Tabelle genannt, ebenso die
Standorte, die Bauwerkslängen und der
geplante Baubeginn.
Jeweils zwei der Entwürfe sind in die Brückenfamilien
der Bogen-, der Wellen- und
der Voutenformen einzuordnen, wobei
die Vorzugslösung jeweils für die Gesamtheit
der am jeweiligen Brückenstandort
entwurfsrelevanten Randbedingungen
ausgewählt wird.
5 Grünbrücke bei Thyrow
Die Grünbrücke an der Bundesstraße
B 101 zählt zur zweiten Generation der
Holzbauweise auf der Grundlage des
2004 fertiggestellten Pilotprojektes
Wilmshagen. Die Konstruktion mit aneinandergereihten
Dreigelenkbögen aus
Brettschichtholzträgern wurde geringfügig
modifi ziert, indem die Verbindung zur
Beplankung lösbar ausgebildet wird. Dadurch
können die Binder bei Bedarf »von
5 Grünbrücke bei Thyrow
© DEGES GmbH
S Y M P O S I U M
unten« ausgebaut und ersetzt werden,
eine weitere Optimierung des nunmehr
redundanten Tragwerks im Vergleich zur
Stahlbetonbauweise.
Die gestalterischen Elemente der Nachhaltigkeit
werden weiter betont, indem
die lichte Weite von ca. 47 m über den
beiden Verkehrswegen durch zwei getrennte
Bögen überspannt wird. Beide
lagern auf einer aufgelösten Wandscheibe
aus Stahlbeton, die zur Abrundung des
Gesamtbildes in Analogie zur Bogenform
des Überbaus wellenförmig aufgelöst
wird.
Insgesamt ordnet sich das Tragwerk
harmonisch in das Landschaftsbild der
begrünten und bepfl anzten Überschüttung
ein, ergänzt durch die Linienführung
der Verwallungen und der aufgesetzten
Irritationsschutzwände.
6 Fuß- und Radwegbrücke
bei Michendorf
An diesem stark frequentierten Autobahnabschnitt
der A 10 unweit der Raststätte
am Berliner Ring wurde bewusst
die Chance ergriffen, mit einem konstruktiv
und gestalterisch auffälligen, dennoch
effi zienten und sogar vergleichweise
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
6 Fuß- und Radwegbrücke bei Michendorf
© DEGES GmbH
wirtschaftlichen Tragwerk ein ingenieurtechnisches
Ausrufezeichen zu setzen:
Die Skulptur wird täglich von mehr als
100.000 Autofahrern auf ihrem Weg
gekreuzt und mit Sicherheit als Orientierungshilfe
und als Wegzeichen bewusst
wahrgenommen.
Die beiden orthogonal zur Fahrbahn angeordneten
Parabelbögen bilden zusammen
mit dem biegesteif angeschlossenen,
exzentrisch aufgelagerten Steg eine
räumliche semiintegrale Struktur, welche
die Torsionssteifi gkeit des Stahlträgers
ausnutzt und dadurch besonders leicht
und schlank wirkt. Durch die geschickte
Ausnutzung der vorgegebenen Geometrie
erleben auch die Fußgänger und
Radfahrer die Konstruktion, indem sie die
schräggestellten Bögen durchwandern.
Es kann erwartet werden, dass dieses
Bauwerk, das im Laufe seiner Standzeit
von sage und schreibe fünf Milliarden
Menschen auf ihrer Fahrt erlebt wird,
dem ansonsten technisch geprägten Streckenabschnitt
einen besonderen Charakter
verleihen einen Beitrag zur Baukultur
leisten wird.
7 Elbebrücke bei Wittenberge
Die neue und mit ca. 1.100 m längste
DEGES-Brücke im Zuge der Bundesautobahn
A 14 verläuft parallel zur bestehenden
Elbequerung der B 189 und
stellt hohe Ansprüche an den Entwurf
wegen der Komplexität der naturschutzfachlichen
und städtebaulichen
Randbedingungen. Deshalb wurde die
Vorzugslösung über einen Realisierungswettbewerb
gefunden, den die DEGES als
Auslober Anfang 2008 durchführte.
Der Siegerentwurf des Büros Leonhardt,
Andrä und Partner, Dresden, basiert auf
einer »Wellenstruktur« mit einem ent-
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
sprechend geformten Hauptträger aus
Stahl, der zwischen den zwei Fahrbahnträgern
angeordnet ist und seine maximale
Höhe über den beiden Strompfeilern
erreicht. Wie das Preisgericht feststellte,
fügt sich diese elegante und schlanke
Konstruktion wie selbstverständlich in die
großartige Elbelandschaft ein. Weitere
Nachhaltigkeitskriterien werden durch
die landschaftsschonende Bautechnologie
des Einschubs erfüllt.
Die prägende Wellenform der Hauptträger
wird in der nächsten Entwurfsphase
konsequent auf die schwingenartig auskragenden
Querträger, auf den Überbau
der Vorlandbrücke und die Pfeiler der
Unterbauten übertragen, um so die Harmonie
der Proportionen in allen Sichtbeziehungen
zu erreichen.
8 Fuß- und Radwegbrücke Flöha
Auch dieses ca. 110 m lange Bauwerk wird
der geometrisch-strukturellen Naturform
einer Welle nachgebildet, ausgehend
von der S-förmigen Trassierung, welche
in sanftem Schwung die Ortsumgehung
Flöha der B 173 und die parallel geführte
Bahnlinie überquert.
7 Elbebrücke bei Wittenberge
© DEGES GmbH
8 Fuß- und Radwegbrücke in Flöha
© DEGES GmbH
Da an dem nur gering frequentierten und
städtebaulich nicht gerade exponierten
Standort keine dominante Gestaltung
angezeigt war, wurde mit der »sanften
Welle« die angemessene Struktur des
Haupttragwerkes gewählt. Der Überbau
besteht aus einem dreizelligen Stahlkasten,
wobei der im Grundrissbogen
außenliegende Querschnitt bis auf Geländerhöhe
voutenförmig aufgestockt
wird und damit in Verbindung mit dem
torsionssteif angebundenen Gehwegdeckträger
eine ausreichende Biegesteifi
gkeit erzeugt.
9 Talbrücke bei Gottleuba
Die 921 m lange, sich in 55 m Höhe über
das Gottleubatal schwingende Talbrücke
an der B 172 ist ein Musterbeispiel für die
landschaftlich-städtebauliche Optimierung
des Gesamtbauwerkes, ausgehend
von der Gestaltungsvision der Schwingen
in Voutenform.
Dabei besitzen die Vouten neben der ästhetisch
ansprechenden Form auch eine
effi ziente Struktur, da sie ausreichende
Steifi gkeit mit wirtschaftlichem Aufwand
erzeugen.
Das Konzept beschreibt der Gewinner
des 2007 durchgeführten Entwurfswettbewerbs,
das Büro Schüßler-Plan,
Berlin, mit den Worten: »Der Überbau
wird als schlanke, parallelgurtige Stahlverbundkonstruktion
ausgebildet, die im
Bereich der Talpfeiler durch Betonvouten
verstärkt wird. Die Herstellung erfolgt
unter Schonung der Hangbereiche mittels
Längsverschub ohne Hilfsstützen.
Die gevoutete Balkenbrücke stellt in ihrer
14

15
Ausstrahlung eine adäquate Lösung für
den vorhandenen Landschaftsraum dar.
Die vertikal gegliederten Pfeiler mit ihren
im Talbereich vorhandenen Vouten bilden
gestalterisch eine fast organische Struktur,
die in ihrer Leichtigkeit den Überbau
trägt. Der Material- und Farbwechsel
zwischen Pfeiler und Überbau unterstreicht
diese Ausdrucksform und verleiht
dem Bauwerk eine große gestalterische
Klarheit.«
10 Spreebrücke in Bautzen
© DEGES GmbH
Das ursprünglich auf die Haupttragebene
beschränkte strukturelle Konzept wird in
der weiteren Entwurfsbearbeitung aus
konstruktiven und gestalterischen Motiven
auch auf die Querschnittkontur übertragen,
indem die zunächst vorgesehenen
Schrägstreben durch »schwingenförmig«
gevoutete Konsol- bzw. Kragträger ersetzt
werden.
10 Spreebrücke in Bautzen
Bei dieser 125 m langen Brücke an der
B 96, bereits der 20. Spreequerung in
Bautzen, rechtfertigt der Standort besondere
gestalterische Anstrengungen, da
sie eine von Fußgängern und Radfahrern
häufi g genutzte Promenade überquert.
Deshalb wird hier dem Blick von unten,
aus der Perspektive der Fußgänger, auf
den Pfeilerkopf und die Untersicht des
Überbaus mit den Lagern größtes Augenmerk
gewidmet. Der mitwirkende Architekt
André Keipke aus Rostock erläutert
das Konzept folgendermaßen:
– Die Aufgabe der architektonischen
Gestaltung des neuen Brückenbauwerkes
über die Spree besteht darin,
das Bauwerk zurückhaltend, jedoch
angemessen in die auenartige Landschaft
unter besonderer Beachtung der
Sichtbeziehungen von den ufernahen
Fußgängerwegen bzw. der nahen Fußgängerbrücke
einzupassen.
– Das strukturelle Konzept basiert auf
der Ausformung eines Fünffeldbauwerkes
als zweistegiger Plattenbalken
mit Vouten. Die zur Anwendung kommenden
organischen Formen sind eine
Reminiszenz an die Landschaftsform.
9 Talbrücke bei Gottleuba
© DEGES GmbH
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BRÜCKENLÖSUNGEN
Weitere Informationen unter www.cpbau.de.
S Y M P O S I U M
Die architektonische Idee wird konsequent
umgesetzt, beginnend bei den
ovalen, sich nach oben verbreiternden
Doppelstützen der Ausformung der
gevouteten Balken mit harmonischem
Übergang zu den Auskragungen im
Querschnitt und der leicht gerundeten
Kappenausbildung. Die leicht grüne
Farbe der Verglasung der Spritzschutzwandelemente
schafft ebenfalls einen
harmonischen Übergang zur Natur.
Sein Kommentar unterstreicht die gemeinsam
vom Bauherrn DEGES und
den beteiligten Ingenieuren verfolgte
Vision einer baukulturell hochwertigen,
konstruktiv ausgefeilten und dennoch
wirtschaftlichen Lösung. Schon 2012
wird sich zeigen, ob die neue Spreebrücke
durch die Bürger der Stadt Bautzen die
angestrebte Akzeptanz erfährt.
Autor:
Dr.-Ing. Karl Kleinhanß
DEGES Deutsche Einheit
Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH,
Berlin
Leistungsstarke Überbrückungen
Schnell und kurze Verkehrsunterbrechungen, da vorgefertigt
Individuelle Lösungen durch langjährige Erfahrung
C + P Brückenbau GmbH & Co. KG | 35719 Angelburg
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Neues Gestaltungskonzept für die Bundesautobahn A 14
Ideen- und Realisierungswettbewerbe in Brandenburg
� � � von Winfried Glitsch, Thomas Kupferschmid
1 2 3 Entwurf der Saalequerung Salzmünde
© DEGES GmbH
In den letzten Jahren wurden bei
der DEGES drei Realisierungswettbewerbe
auf der Grundlage der
GRW 95 (Grundsätze und Richtlinien
für Wettbewerbe der Raumordnung,
des Städtebaus und des Bauwesens)
sowie ein vereinfachter Realisierungswettbewerb
durchgeführt, um
die jeweils beste Entwurfslösung
für ein Ingenieurbauwerk zu fi nden.
Neben diesen Verfahren wurde 2009
erstmals auch ein Ideenwettbewerb
für die streckenbezogene Gestaltung
der Ingenieurbauwerke für einen
längeren Autobahnabschnitt ausgelobt,
der hier detailliert beschrieben
wird.
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
1 Einleitung
Die Aufgabe bei den insgesamt vier bisher
ausgelobten Realisierungswettbewerben
bestand jeweils darin, für besonders
exponierte Bauwerke mit außergewöhnlichen
Randbedingungen eine optimale
Entwurfslösung zu fi nden, die den
unterschiedlichen Anforderungen an
die Gestaltung, Funktionalität, Umweltverträglichkeit,
Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit
gerecht wird. Die Ergebnisse
dieser Verfahren sind vielversprechend
und zeichnen sich durch eine hohe gestal-
4 Talbrücke St. Kilian
© DEGES GmbH
terische Qualität aus. Für folgende Bauwerke
wurden Realisierungswettbewerbe
durchgeführt, deren Siegerentwürfe hier
in Bildern dargestellt sind:
– Saalequerung Salzmünde im Zuge
der A 143
– Talbrücke St. Kilian im Zuge der
A 73 bei Schleusingen
(vereinfachter Wettbewerb),
– Talbrücke Gottleuba im Zuge
der B 172, Ortsumgehung Pirna,
– Elbebrücke Wittenberge im Zuge
der A 14.
Neben diesen Realisierungswettbewerben
wurde auch erstmals im Jahr 2009
bei der DEGES ein Ideenwettbewerb für
die streckenbezogene Gestaltung der
Ingenieurbauwerke für einen längeren
Autobahnabschnitt durchgeführt.
Gestaltungskonzepte für Streckenabschnitte
sind nicht neu. Für fast alle
Autobahnstrecken, die von der DEGES
realisiert wurden, hat man Gestaltungskonzepte
erstellt, die als Grundlage für
die Gestaltung der Verkehrsanlage und
insbesondere der Bauwerke bei der Entwurfsbearbeitung
und der baulichen
Umsetzung dienten. Dabei wurde das Ziel
verfolgt, dem neuen Autobahnabschnitt
Merkmale zu geben, die eine typische
16

17
Charakteristik mit einem Bezug zum
Landschaftsbild und der Umgebung
erkennen lassen.
Das Neue beim Gestaltungskonzept für
den 32 km langen Teilabschnitt der Bundesautobahn
BAB A 14 in Brandenburg
war, dass erstmals hierfür ein Ideenwettbewerb
und dieser nach der neuen RPW
2008 (Richtlinie für Planungswettbewerbe)
ausgelobt wurde. Dadurch hatte
ein Preisgericht die Möglichkeit, aus
alternativen streckenbezogenen Gestaltungskonzepten
die insgesamt am besten
geeignete Lösung auszuwählen.
2 Durchführung des Ideenwettbewerbs
Das Verfahren wurde nach den Grundsätzen
der RPW 2008 durchgeführt. Um den
Teilnehmern die Gelegenheit zu geben,
ihre Beiträge selbst vorzustellen und die
Gestaltungsideen in einem Kurzreferat
verbal zu untersetzen, wurde aber abweichend
von der RPW die Anonymität
aufgehoben.
Zur Teilnahme am Wettbewerb wurden
nach vorlaufender Präqualifi kation in
einem nichtoffenen Verfahren fünf Arbeitsgemeinschaften,
bestehend aus Architekten
und Ingenieuren, aufgefordert.
Folgende Kriterien waren bei der Beurteilung
der Arbeiten durch das Preisgericht
maßgebend:
9 Übersicht A 14
© DEGES GmbH
5 6 Entwurf der
Talbrücke Gottleuba
© DEGES GmbH
S Y M P O S I U M
7 8 Entwurf der
Elbebrücke Wittenberge
© DEGES GmbH
– Gestaltung und Einfügung in die
Landschaft,
– statisch-konstruktive Konzeption,
Ausführbarkeit und Bauzeit,
– Umweltverträglichkeit im Bau-
und Endzustand,
– Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit
in Herstellung und Unterhaltung,
– Umsetzung der funktionalen
Anforderungen.
3 Wettbewerbsaufgabe
Die geplante Baumaßnahme ist Bestandteil
des Neubaus der BAB A 14 Magdeburg–Wittenberge–Schwerin,
die in den
Ländern Sachsen-Anhalt, Brandenburg
und Mecklenburg-Vorpommern verläuft.
Die Gesamtlänge im Land Brandenburg
beträgt 32,10 km, sie enthält drei
Anschlussstellen sowie eine Tank- und
Rastanlage. Es ist ein Regelquerschnitt
RQ 28 nach RAA (Richtlinie für die Anlage
von Autobahnen) vorgesehen. Aufgrund
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
des ebenen Geländes und zahlreicher
Kreuzungen mit Gräben verläuft die A 14
im Land Brandenburg in großen Teilen in
Dammlage. Nach aktuellem Planungsstand
befi nden sich in diesem Streckenabschnitt
rund 160 Bauwerke, davon
allein 110 Schutzwände.
Es handelt sich im Einzelnen um folgende
Bauwerke:
– 7 Überführungsbauwerke für Straßen,
– 23 Autobahnbauwerke < 100 m,
– 2 Autobahnbauwerke > 100 m,
– 4 Nebenbauwerke (Bauwerke im
Zuge der B 189 bzw. L 13n),
– 4 Grünbrücken (Querungshilfe für
Tiere und zur Vernetzung von
Lebens räumen ≥ 50 m),
– 7 Grünspangen (Wirtschaftsweg mit
beidseitigen Leitstrukturen ≥ 20 m),
– 5 Lärmschutzwände (4–6 m Höhe),
– 110 Schutzwände: Irritationsschutzwände
(Höhe 2 m), Kollisionsschutzwände
(Höhe 4 m) und Überfl ugschutzhilfen
(Höhe 4 m).
Die Gesamtlänge der Lärm-, Überfl ug-,
Stütz- und Irritationsschutzwände beträgt
über 9.700 m.
Die Überführungsbauwerke sowie Grünbrücken
und Grünspangen sollen ohne
Mittel stützen konzipiert werden. Da das
Bauwerk 16 Ü 2, die Überführung der
L 12 beim Bahnhof Dergenthin, als vorgezogene
Maßnahme realisiert werden
soll, wurde mit der Entwurfsbearbeitung
dieser Brücke bereits begonnen. Vorgesehen
ist ein Rahmenbauwerk mit einer
Riegellänge von ca. 36 m, dessen Stiele
eine Neigung von ca. 66° haben. Dieses
Bauwerk ist in das Gestaltungskonzept zu
integrieren.
4 Wettbewerbsergebnisse
4.1 Verfahrensdauer
Die Durchführung des Wettbewerbs ging
sehr zügig vonstatten: Vom Zeitpunkt der
Bekanntmachung bis zur Preisgerichtssitzung
dauerte es nur drei Monate.
In der Preisgerichtssitzung im November
2009 wurden die Arbeiten von den
Wettbewerbs teilnehmern in Kurzpräsentationen
vorgestellt. Nachfolgend
werden die drei erstplatzierten Entwürfe
erläutert.
4.2 Erster Preis
Architekt André Keipke, Rostock, schlägt
vor, die Überführungsbauwerke als Rahmenbauwerke
mit konstruktiver und
gestalterischer Abstufung entsprechend
der Wertigkeit der Nutzung auszuführen.
Um die besondere Nutzung wahrnehmbar
zu machen, werden die Grünbrücken
und Grünspangen, soweit möglich, als
Holzbrücken konzipiert.
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
10 Bauwerk 16 Ü 2, Überführung der L 12
© DEGES GmbH
11 12 13 14 Erster Preis: Architekt André Keipke
© DEGES GmbH
18

19
Die horizontale Gliederung der Lärmschutzwände
wird durch Material- und
Farbwechsel gestaltet und dem Naturraum
angepasst. Es kommen hochabsorbierende
Holzbetonelemente in
abgestuften Sandtönen, kombiniert mit
unterschiedlichen Grüntönen im oberen
Bereich, zum Einsatz. Die Lärmschutzwände
verschwenken im Abschnitt der
Überführungsbauwerke nach hinten, um
die Rahmenkonstruktionen sichtbar zu
machen.
4.3 Zweiter Preis
Für die Ingenieurbauwerke haben Prof.
Bernhard Winking Architekten BDA, Berlin,
eine eigene, wiedererkennbare skulpturale
Gestaltung entwickelt, die in ihrer
Form technologischen Fortschritt und
regionale Verbundenheit zum Ausdruck
bringt. Die Materialwahl ist modern, aber
auch archaisch schlicht. Die Flügelwände
aus Beton sind auf der Einfahrtseite »eingeklappt«.
Das führt zu einer Asymmetrie,
die den Fahrenden quasi durch das
Bauwerk hindurchgeleitet.
Die verschiedenen Wände und Geländer
werden mit modernen Materialien gestaltet.
Es werden in unterschiedlichen
Ausformungen Streckmetall und Streckgitter,
das durchweg aluminiumfarben
beschichtet ist, eingesetzt. An den Enden
der Schutzwände sind zudem plastisch
ausgeformte Schutzwandpfeiler aus
Stahlbetonfertigteilen vorgesehen.
19 20 21 22 Dritter Preis: A-Konzept 21 mit Ingenieurbüro Grassl GmbH
© DEGES GmbH
15 16 17 18 Zweiter Preis: Prof. Bernhard Winking Architekten BDA
© DEGES GmbH
4.4 Dritter Preis
A-Konzept 21, Mühltal, mit Ingenieurbüro
Grassl GmbH, Berlin, haben für die rahmenartigen
Überführungsbauwerke eine
Brückenfamilie mit prägnanter Formensprache
konzipiert. Die Widerlagerfl ügel
der Hauptbrücken werden mit ortstypischen,
unterschiedlich stark gebrannten
Klinkern verkleidet, die der übrigen Brücken
durch horizontale Betonschalung
in der durchgängigen Modulhöhe von
33 cm ausgeführt. Dieses einheitliche
Modulhöhenmaß fi ndet sich auch in den
Lärm- und Irritationsschutzwänden als
S Y M P O S I U M
farbig dynamisches »Ortsfenster« wieder.
Als Grundfarbe für die Wände wird Silbergrau
gewählt: Mit wenigen Farbspiegeln
der jeweiligen Umgebung (»Ortsfenster«)
beginnen die Streckenbereiche und
verdichten sich zur Bauwerksmitte hin
nach einer der Umgebung angepassten
Farbsymbolik.
5 Zusammenfassung und Ausblick
Ideenwettbewerbe eignen sich
grundsätzlich für streckenbezogene
Gestaltungs konzepte. Sie sollten aber
frühzeitig durchgeführt werden, um
ausreichende Einfl uss- und Gestaltungsmöglichkeiten
zu gewährleisten. Die
personellen, zeitlichen und terminlichen
Aufwendungen hierfür halten sich in
Grenzen. In jedem Fall steht der Aufwand
in einem angemessenen Verhältnis zur
verkehrlichen und baukulturellen Bedeutung
der Verkehrsanlage und fördert
die Akzeptanz und Identifi kation mit der
geplanten Baumaßnahme.
Die Gestaltung und Einfügung der zahlreichen
unterschiedlichen Wände in die
Verkehrsanlage konnten die Erwartungen
des Preisgerichts bei diesem Wettbewerb
jedoch nicht in vollem Umfang erfüllen.
Autoren:
Dipl.-Ing. Winfried Glitsch
Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kupferschmid
DEGES Deutsche Einheit
Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH,
Berlin
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Symbiose aus Denkmal und Neubau
»Ergänzung« der Waschmühltalbrücke
� � � von Richard Lutz, Volkhard Angelmaier
Die Bundesautobahn A 6 zwischen
Mannheim und Saarbrücken ist eine
großräumige und leistungsfähige
Ost-West-Verbindung zwischen
dem Ballungsgebiet Ludwigshafen-
Mannheim und dem Saarland bzw.
Frankreich. Im Raum Kaiserslautern
steht aufgrund der Sanierungsbedürftigkeit
der Bauwerke und wegen
des bislang nur vierstreifi gen Querschnittes
der Ausbau der A 6 an.
Dabei muss zwischen der Anschlussstelle
Kaiserslautern-West und dem
Autobahndreieck Kaiserslautern die
unter Mitwirkung des Architekten
Paul Bonatz zwischen 1935 und
1937 errichtete und seit 1984 Denkmalschutz
genießende Waschmühltalbrücke
verbreitert und instandgesetzt
werden.
1 Historisches Bauwerk
Das Bauwerk, das heute noch fast im Originalzustand
erhalten ist, besticht durch
seine äußere Erscheinung, durch die Verwendung
des landschaftstypischen Sandsteines
und durch gute Proportionen: Die
Waschmühltalbrücke gilt als eine gelungene
Synthese aus Ingenieurleistung,
Architektur und Landschaftsgestaltung.
Sie überführt die vierstreifi ge Autobahn
in einer Höhe von 32 m über das steil
eingeschnittene Tal, ihre Gesamtlänge
beträgt 263,40 m, die Öffnungen der zehn
Bogenreihen weisen eine lichte Weite
von 19,70 m auf, der Achsabstand misst
22,70 m.
3 Waschmühltalbrücke im Jahr 2007
© Landesbetrieb Mobilität Rheinland-Pfalz
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
1 Sechsstreifi ger Ausbau der BAB A 6
© Landesbetrieb Mobilität Rheinland-Pfalz
2 Waschmühltalbrücke im Jahr 1937
© Landesbetrieb Mobilität Rheinland-Pfalz
Nach 70 Jahren Lebensdauer ist nunmehr
neben dem sechsstreifi gen Ausbau der
Bundesautobahn BAB A 6 auch eine
Generalinstandsetzung des Bauwerkes
erforderlich. Im Zuge einer umfangreichen
Studie wurden mehrere Varianten
zu seiner Verbreiterung untersucht.
Als Vorzugslösung kristallisierte sich
heraus, eine durchgehende Fahrbahnplatte
über den beiden bestehenden
Bogenreihen anzuordnen und ein neues
Bauwerk parallel zur alten Brücke für die
Gegenfahrbahn zu errichten.
2 Wettbewerb
2.1 Allgemeines
Die Gestaltung von Brücken hat immer
schon eine entscheidende Rolle als Beitrag
zur allgemeinen Baukultur gespielt.
Viele alte Steinbrücken sind heute noch
hervorragende Zeugnisse früherer Baukunst
und prägen in vielen Fällen ganz
entscheidend das Orts- und Landschaftsbild.
Aufgrund der besonderen Situation und
der Bedeutung der von Paul Bonatz entworfenen
Waschmühltalbrücke wurde
deshalb ein Einladungswettbewerb zur
Formfi ndung der neuen Brücke ausgelobt.
Bei der weiteren Planung musste
also großes Augenmerk darauf gerichtet
werden, dieses Zeugnis trotz veränderter
Anforderungen zu erhalten und daneben
gleichzeitig ein neues Ingenieurbauwerk
mit eigener Identität zu schaffen, das sich
sowohl in den Landschaftsraum einfügt
als auch das passende Pedant zum Baudenkmal
Waschmühltalbrücke bildet.
2.2 Grundlagen
Um die Vergleichbarkeit der einzelnen
Wettbewerbsarbeiten sicherzustellen,
wurden vom Auslober verbindliche Planungsvorgaben
formuliert, die in jedem
Fall einzuhalten waren.
Aufgrund der Tatsache, dass im auszubauenden
Abschnitt neben der Waschmühltalbrücke
auch die Lautertalbrücke
4 Längsschnitt und Grundriss des Bestandsbauwerks
© Landesbetrieb Mobilität Rheinland-Pfalz
20

21
neu zu errichten war, musste die neue
Trasse der BAB A 6 auf einer Länge von
2.260 m verschoben werden: Im Bereich
der Lautertalbrücke wurde sie nach Süden
verschoben, zwischen Lautertalbrücke
und Waschmühltalbrücke erfolgt eine
Verschwenkung der Fahrbahn nach Norden,
so dass für die Fahrtrichtung Mannheim–Saarbrücken
ein separates Bauwerk
nördlich der vorhandenen Brücke
benötigt wird. Die neue Brücke ist in einer
Geraden trassiert und hat einen lichten
Abstand zum bestehenden Bauwerk von
3 m. Die Gradiente steigt auf der gesamten
Länge mit 3,744 %, die Brückenbreite
des Neubaus beträgt 18,25 m, die
Querneigung konstant 2,50 %.
2.3 Ergebnisse
2.3.1 Beurteilungskriterien
Die Auswahl der Ingenieurbüros bzw. Ingenieurgemeinschaften
wurde in Abstimmung
mit dem Bundesministerium für
Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, dem
Landesbetrieb Mobilität Rheinland-Pfalz
und der Stadt Kaiserslautern auf Grundlage
bekannter Referenzen getroffen. Nach
dieser Präqualifi zierung wurden sechs
Arbeitsgemeinschaften aus Bauingenieuren
und Architekten eingeladen, die Wettbewerbsaufgaben
zu bearbeiten.
Das Preisgericht trat am 27. September
2006 unter Vorsitz von Ministerialrat
Joachim Naumann zusammen und beurteilte
die vorliegenden Arbeiten nach
folgenden Kriterien:
– Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit
in Herstellung und Unterhaltung sowie
Wartungsfreundlichkeit
– Denkmalschutz bzw. Denkmalpfl ege
hinsichtlich des angemessenen Umgangs
mit dem vorhandenen Bau und
der Beachtung der Qualität und Gestaltung
der Brücke von Paul Bonatz
– statisch-konstruktive Konzeption
6 Dritter Preis: Fotomontage
© schlaich bergermann und partner
5 Wettbewerbsvorgabe alt–neu
© Landesbetrieb Mobilität Rheinland-Pfalz
– Umweltverträglichkeit
– Gestaltung und Einfügung in die Landschaft
– Umsetzung der funktionalen Anforderungen
Im Einzelnen wurden sechs Vorschläge
unterschiedlicher Konstruktion und Gestaltung
eingereicht; die drei Rangbesten
waren:
2.3.2 Dritter Preis
Das Konzept von schlaich bergermann
partner, Beratende Ingenieure im Bauwesen,
Stuttgart, mit Wittfoht Architekten,
Stuttgart, basiert auf dem gestalterischen
Wechselspiel zwischen Alt und
Neu, Ruhe und Dynamik. Daher wurde für
die neue Brücke eine sehr schlanke Konstruktion
gewählt, welche die schlichte
Eleganz des Bonatz-Bauwerks aufgreift
und in der heutigen Formensprache
nachzeichnet: Die klare, stromlinienförmige
Gestalt des Altbaus wird auf den
Neubau übertragen. Die Ausrundungen
in den Übergängen zwischen Stützen und
Brückendeck sind statisch sinnvoll und
wecken Assoziationen zu den bestehen-
7 Dritter Preis: Details
© schlaich bergermann und partner
S Y M P O S I U M
den Bögen. Und sie unterstreichen die
monolithische Konstruktion der neuen
Brücke als integrales, optisch fugenloses
System aus einem Guss. Jeder Versuch,
sich der vorhandenen Brücke in Material,
Abmessungen, Oberfl äche oder Massivität
gestalterisch weiter zu nähern, würde
den Wert und die Eigenständigkeit dieses
erstrangigen verkehrsgeschichtlichen
Denkmals schmälern.
Wegen der geringen Spannweiten von
maximal 22,70 m ist keine Vorspannung
erforderlich, die schlaff bewehrte Massivplatte
mit 80 cm Bauhöhe ist robust und
wartungsfreundlich. Die Brückenpfeiler
sind schlanke Stahlbetonscheiben, die
sich im Querschnitt zum Gabelungspunkt
der Y-Stützen hin verjüngen und im Abstand
von 22,70 m jeweils direkt neben
den Pfeilern der alten Bogenbrücke angeordnet
werden.
2.3.3 Zweiter Preis
Der Entwurf von Krebs und Kiefer, Beratende
Ingenieure, Darmstadt, mit Dipl.-
Ing. Carlo Groß, Architekt, Münster, sieht
ein großes Feld über drei Bögen im Bereich
der überführten Kreisstraße vor. Dies hat
zur Folge, dass eine Symmetrie zur Unterführung
der Straße mit der alten und der
neuen Brücke entsteht und das vorhandene,
denkmalgeschützte Bauwerk betont
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
8 Zweiter Preis: Fotomontage
© Krebs und Kiefer
wird.
Aus der Stützweite von 68,10 m resultiert
eine große Transparenz, die das
Denkmal weitestgehend unberührt zur
Geltung kommen lässt. Jene Transparenz
wird noch zusätzlich unterstützt,
da der zweistegige Überbau nicht von
zwei Einzelpfeilern, sondern von einer
Unterstützung aus vier Ästen, die in
Längs- und Querrichtung zu einem Pfeiler
zusammenlaufen, getragen wird. Als
Y-Stütze stellt sie in ihrer baumartigen
Grundform die Beziehung zu den benachbarten
Waldhängen dar und gliedert sich
schlicht in die Umgebung ein.
Der Überbau wird als zweistegiger gevouteter
Plattenbalken ausgebildet. Seine
Abmessungen orientieren sich nach der
Unterkante der Scheitelpunkte der vorhandenen
Bögen, um ein Einschneiden
in diese zu vermeiden. Der zweistegige
Plattenbalken lehnt sich mit seiner Form
an die Zweiteilung der alten Brücke an.
Der Überbau ist als Spannbetonkonstruktion
mit einer in Querrichtung schlaff
bewehrten Stahlbetonfahrbahnplatte
konzipiert.
2.3.4 Siegerentwurf
Der Siegerentwurf, im folgenden Kapitel
näher erläutert, wurde von den Büros
Leonhardt, Andrä und Partner in Zusammenarbeit
mit AV1 Architekten erstellt
und vom Preisgericht so beurteilt: »Der
Entwurf setzt sich in Form und Konstruktion
von der bestehenden historischen
Bogenbrücke deutlich ab. Er greift aber
gleichzeitig die Gliederung des vorhandenen
Bauwerkes auf und unterstreicht dessen
Rhythmus und Gestaltung. Durch die
geringe Zahl der Stützen und den durch
die Überspannung schlanken Überbau
wird ein weitgehend unverstellter Blick
auf das bestehende Bauwerk ermöglicht.
Der Entwurf setzt sich insgesamt positiv
von den anderen eingereichten Entwür-
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
fen ab. Da einerseits die Anpassung an
das vorhandene Bauwerk in herausragender
Weise gelungen ist und andererseits
das neue Bauwerk eine eigenständige
markante Konstruktion moderner Bauweise
darstellt. Als einzige Lösung bietet
der Entwurf durch die Pylone und Seilabspannungen
auch dem Benutzer der
Autobahn ein Erlebnis und hat Wiedererkennungswert.
10 Variantenuntersuchung
© Leonhardt, Andrä und Partner/AV 1 Architekten
9 Erster Preis:
Visualisierung
© Leonhardt,
Andrä und Partner/
AV 1 Architekten
3 Bauwerksentwurf
3.1 Vorüberlegungen
Im Mittelpunkt des Entwurfsprozesses
stand die Auseinandersetzung mit der
existierenden Waschmühltalbrücke unter
dem primären Wettbewerbsaspekt eines
angemessenen Umgangs mit dem vorhandenen
Bauwerk und der Beachtung
von Qualität und Gestaltung der Brücke
von Paul Bonatz.
22

23
11 Arbeitsmodelle
© Leonhardt, Andrä und Partner/AV 1 Architekten
Im Rahmen einer breit angelegten Variantenuntersuchung
sollten in einem ersten
Schritt Grundsatzfragen wie
− oben- oder untenliegendes Tragwerk,
− Materialwahl sowie
− Stützenstellungen und Spannweiten
geklärt werden.
Neben Handskizzen wurden in dieser
frühen Phase auch bereits räumliche Darstellungen
für die Entscheidungsfi ndung
herangezogen.
Unter Abwägung sämtlicher Vor- und
Nachteile der einzelnen Varianten kam
das Entwurfsteam einvernehmlich zu
der Entscheidung, eine Lösung mit obenliegendem
Tragwerk weiterzuverfolgen,
was nicht zuletzt durch entsprechende
Arbeitsmodelle untermauert und bekräftigt
wurde.
3.2 Vorzugslösung
Mit der gewählten Vorzugslösung konnte
das übergeordnete Ziel der Entwurfsverfasser,
ein Ingenieurbauwerk mit eigener
Identität zu schaffen, welches sich sowohl
in den Landschaftsraum einfügt als auch
das passende Pendant zur Waschmühltalbrücke
bildet, am besten umgesetzt
werden: Indem die neue Brücke jeweils
drei Bogenachsen überspannt und dazwischen
auf Pfeiler, die nur stören würden,
verzichtet, gewährleistet sie im Wesentlichen
die ungestörte Wahrnehmung des
denkmalgeschützten Bestandes.
12 Ansichten Nord und Süd
© Leonhardt, Andrä und Partner/AV 1 Architekten
13 Längsschnitt und Grundriss des Neubaus
© Leonhardt, Andrä und Partner/AV 1 Architekten
Um die größeren Spannweiten überbrücken
zu können, wurde als statisches
System der »überspannte Durchlaufträger«
gewählt, der durch seinen über dem
Pfeiler angeordneten Mast und den fl ach
ausgeführten Zuggliedern eine schlanke
Ausbildung des Überbaus ermöglicht.
Dessen Unterkante befi ndet sich somit
oberhalb des Scheitels der alten Bogenreihen
– und die Ansicht der Bonatz-Brücke
bleibt völlig ungestört. Dieser Eindruck
wird durch die sehr schlanken Einzelstützen
noch verstärkt.
Derart entsteht insgesamt ein fi ligranes
und modernes Bauwerk, das sich bei
allem nötigen Respekt vor der alten Brücke
zum einen durch eine sehr sachliche
und schlicht elegante Zurückhaltung
auszeichnet, gleichzeitig aber auch ein
hohes Maß an eigenständiger Integrität
aufweist.
S Y M P O S I U M
3.3 Tragkonstruktion
Das Hauptmerkmal des vorliegenden
Entwurfes ist seine, bis auf die Widerlagerbereiche,
lagerlose Bauweise. Die
Vorteile dieser auch als »integrale Brücken«
bezeichneten Bauwerke liegen
hauptsächlich in ihrer großen Robustheit
(Dauerhaftigkeit, Unterhaltung, Tragsicherheit,
Redundanz) und den neuen
Möglichkeiten hinsichtlich der Gestaltung
und des Entwurfes.
Bei dem für den Überbau angewendeten
Tragprinzip handelt es sich um einen
»überspannten Durchlaufträger« mit
Spannweiten von 45,05 m, 2 × 68,10 m,
45,55 m, einen biegesteifen Haupt- und
Versteifungsträger aufweisend, der im
Bereich der Aufl agerachsen eine zusätzliche
Überspannung aus Stahlzuggliedern
und einem Stützenmast erhält.
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Die beiden Hauptträger als dichtgeschweißte
Hohlkästen bestehen ebenso
wie die Stahlkonstruktion des Mastes
aus Baustahl der Güte S 355. Als Zugglieder
fi nden Parallellitzenbündel aus
St 1570/1770 Anwendung, die an ihrem
oberen Ende an dem Stützenmast fest
und am unteren Ende an den Hauptträgern
nachspannbar verankert sind.
In Querrichtung werden in einem Abstand
von 3,24 m Querträger (S 355)
vorgesehen, auf denen eine 35 cm dicke
Ortbeton-Fahrbahnplatte aufl iegt, die
im Verbund mitwirkt. Die Untersicht des
Überbaus wird also hauptsächlich durch
die kassettenförmige Ausbildung dieses
Trägerrostes aus Stahllängs- und -querträgern
bestimmt.
3.4 Pfeiler mit Mast
Die Stahlbetonstützen bilden sowohl in
Längs- als auch in Querrichtung zusammen
mit dem Überbau einen biegesteifen
Rahmen. Auf Lager kann somit verzichtet
werden. Durch die biegesteife Verbindung
wird zudem eine Reduzierung ihrer Knicklänge
erreicht, was eine entsprechend
schlanke Formgebung zulässt.
Die unterhalb des Überbaus aus Stahlbeton
ausgeführten Stützen werden oberhalb
des Überbaus als stählerne Maste
fortgesetzt. Durch diese Materialtrennung
wird die Funktionsweise des ȟberspannten
Durchlaufträgers« deutlich,
die auf einem biegesteif durchlaufenden
Hauptträger beruht, der durch Zugglieder
aus Stahl, die an dem Stützenmast verankert
sind, zusätzlich unterstützt und
gehalten wird. Konsequent wird diese Ein-
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
14 Untersicht
© Leonhardt, Andrä und Partner/AV 1 Architekten
heit aus Hauptträger, Mast und Seilen aus
demselben Material (Stahl) gefertigt.
Der Mast besteht aus zwei versteiften
Blechen, die sich in der Ansicht in ihrer
Dimension nach unten verjüngen. Die aus
der Überspannung resultierenden Kräfte
werden direkt in die beiden Bleche abgeleitet,
die zur Stabilitätssicherheit und
zur besseren Krafteinleitung in den Beton
zusätzliche Beulsteifen benötigen. Diese
Versteifungsbleche werden bewusst nach
außen gelegt, was ebenfalls deutlich die
Transparenz der Tragwirkung erhöht und
die Oberfl ächen in der Ansicht vorteilhaft
gliedert.
Die Stützen weisen in Querrichtung einen
konstanten Querschnitt von 1,60 m
auf, während der Querschnitt in Längsrichtung
variabel ist – orientiert an der
vorhandenen Waschmühltalbrücke, die
im oberen Bereich ebenfalls konstant ist
und nach unten hin in ihrer Dimension
zunimmt.
3.5 Dauerhaftigkeit und Robustheit
Die Betonfahrbahnplatte wirkt nur in
Brückenquerrichtung als Verbundplatte.
Sie kann damit sehr einfach ohne Zusatzmaßnahmen
und Risiken hinsichtlich der
Bauwerksgeometrie ersetzt werden.
Die Stahlkonstruktion der Haupt- und
Querträger lässt sich durch Verstärkungen
mittels Laschen völlig unproblematisch
geänderten Erfordernissen in
Zukunft anpassen.
Die Abspannkabel werden mit größeren
Ankern ausgebildet, um ihre Verstärkung
durch zusätzliche Litzen zu ermöglichen.
Die Lastfälle Kabelbruch und Kabeltausch
werden analog zu Schrägseilbrücken
berücksichtigt.
15 Mastdetail
© Leonhardt, Andrä und Partner/
AV 1 Architekten
Einen hinsichtlich nachträglicher Verstärkung
etwas komplexeren Punkt stellt der
Übergang vom Überbau zu den Stützen
dar. Hier wird eine Überbemessung durch
die Ausbildung zusätzlicher Betondübel
neben den planmäßig vorgesehenen
Kopfbolzendübeln vorgenommen, um
das Ertüchtigungspotential des Bauwerks
über die derzeitigen Lastannahmen hinaus
zu gewährleisten.
4 Zusammenfassung
Das Gestalten von Brücken im Sinne eines
Beitrages zur Baukultur hat im Denken
und Handeln der verantwortlichen Bauherren
schon immer eine große Rolle
gespielt. Dieses Ziel auf dem Weg eines
interdisziplinären Gestaltungswettbewerbes
anzustreben ist Ausdruck eines
hohen Verantwortungsbewusstseins des
Auslobers.
Im vorliegenden Verfahren wurde eine
Entwurfslösung mit dem ersten Preis ausgezeichnet,
die eine Auseinandersetzung
mit dem vorhandenen Baudenkmal auf
»Augenhöhe« gesucht hat. Die harmonische
Symbiose wurde nicht auf dem Weg
einer Unterordnung, sondern vielmehr im
Sinne einer der Baukultur verpfl ichtenden
gemeinsamen inneren Haltung erreicht.
Bei aller Gegensätzlichkeit in der Gestaltung
und der Tragwerksform ergibt sich
im Resultat ein hohes Maß an sich ergänzendem
Gleichklang.
24

S Y M P O S I U M
Voruntersuchungen und Entwurfsplanung
Neubau der Elbebrücke Schönebeck
� � � von Wolfgang Eilzer, Markus Morawietz
Im Zuge der Ortsumgehung Schönebeck
der Bundesstraße B 246a
wird der Neubau einer Brücke über
die Elbe erforderlich. Kernstück
dieser neuen Elbquerung ist eine
einhüftige Schrägseilbrücke mit
einer Hauptspannweite von 185 m,
mit deren Errichtung im März 2010
begonnen werden soll. Nachfolgend
werden die entsprechenden Entwurfsüberlegungen
und die gewählte
Vorzugslösung erläutert.
1 Allgemeines
Die neue Elbebrücke Schönebeck ist
der wichtigste Teil der Ortsumgehung
der B 246a, die aus insgesamt drei Planungs-
bzw. Bauabschnitten besteht; der
Brückenneubau erfolgt dabei im dritten
Planungsabschnitt.
2 Historische Brücke
© Landeshauptstadt Magdeburg
Mit der Fertigstellung der Ortsumgehung
wird die Schönebecker Innenstadt vom
stark angestiegenen Durchgangsverkehr
entlastet. Gleichzeitig wird eine neue
leistungsfähige Verbindung zwischen der
Bundesautobahn BAB A 14 Halle–Magdeburg
und den ostelbischen Gebieten
geschaffen.
Die Bundesstraße verläuft heute noch direkt
durch das Zentrum Schönebecks und
überquert die Elbe auf der seit 1912 existierenden
Stadtbrücke, die ursprünglich
als eine den Strom frei überspannende
Bogenstruktur mit einer Spannweite von
134 m errichtet wurde. Der 23 m hohe,
mit seiner schlanken Fahrbahn in sich
selbst verankerte, fachwerkförmige
Zweigelenkbogen aus Stahl stellte damals
das die Stadtansicht prägende Ingenieurbauwerk
dar. Für den sich ostelbisch
anschließenden Vorlandbereich wurde
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
1 Übersichtskarte
© VIP Ingenieurgesellschaft mbH
3 Bestehendes Bauwerk
© Leonhardt, Andrä und Partner
eine über zehn Felder durchlaufende,
untenliegende Fachwerkkonstruktion mit
Spannweiten von 34–56 m ausgeführt.
Zusammen mit der westlich vorgelagerten
Flutbrücke ergab sich ein insgesamt
585 m langer Brückenzug.
Am Ende des Zweiten Weltkrieges wurde
der Bogen gesprengt, so dass die Elbquerung
in den Nachkriegsjahren wie vor
1912 mit einer Fähre erfolgen musste.
Erst im Mai 1952 konnte die Stromöffnung
mit einer zweifeldrigen, obenliegenden
Fachwerkkonstruktion mit den
Spannweiten von 73 m und 61 m wieder
geschlossen werden. Der hierfür mitten
im Strom errichtete Pfeiler stellt seitdem
eine Behinderung für die Schifffahrt dar,
die Flutbrücke wurde außerdem durch
eine zweifeldrige Stahlbetonkonstruktion
mit 2 × 13 m ersetzt.
Nach umfangreichen Voruntersuchungen
wurde für das neue Bauwerk ein zwischen
den Elbdeichen insgesamt 1.128,50 m
langer Brückenzug gewählt. Die Trasse
verläuft, von Südosten kommend, in einem
Radius von 340 m über das südliche
Vorland, geht in eine 520 m lange Gerade
über und quert den Elbestrom nahezu
rechtwinklig. Anschließend passiert sie
das nördliche Vorland in einem weiteren
Bogen mit einem Radius von 340 m und
biegt dann nach Nordosten ab.
2 Voruntersuchungen
Ziel der im November 2007 begonnenen
Entwurfsplanung war es, im Hinblick auf
die exponierte Lage des Bauwerks geeignete
Lösungsmöglichkeiten aufzuzeigen,
so dass sich die neue Stromquerung harmonisch
in die vorhandene Elblandschaft
einpasst, sich wirtschaftlich herstellen
26

27
4 Vorzugslösung der Studie
© Leonhardt, Andrä und Partner
und unterhalten lässt und den umweltschutzrechtlichen
Belangen angemessen
Rechnung trägt. Besonderes Augenmerk
wurde so auf die gestalterisch ansprechende
Wirkung in der umgebenden
Stadt-Fluss-Landschaft, die am südlichen
Elbufer durch die Silhouette der Schönebecker
Altstadt und stromauf durch
elbnahe Auwälder bestimmt wird, gelegt.
Das nördliche Ufer wird hingegen durch
seine freie, unverbaute Elbwiese mit
einzelnen Baum- und Buschgruppen und
einer dahinter angrenzenden dichteren
Bewaldung geprägt.
Im Ergebnis der Wertung kristallisierte
sich die einhüftige Schrägseilbrücke mit
einem über 185 m spannenden Stromfeld
als Vorzugslösung heraus. Im Zuge
der Vorplanung erfolgten dann für die
in ihren wesentlichen Parametern feststehende
Vorzugslösung umfangreiche
Variantenuntersuchungen zu den wichtigen
Detailpunkten wie
– Anordnung und System der Seile,
– Überbauquerschnitt Vorlandbrücke
und Strombrücke,
– Pylonform,
– Pfeilerform,
– Lagerschema.
6 Vorlandpfeiler
© Leonhardt, Andrä und Partner
5 Ansicht und Grundriss
© Leonhardt, Andrä und Partner
3 Bauwerksentwurf
3.1 Allgemeines
Der gesamte Brückenzug besteht aus der
309 m langen südlichen Vorlandbrücke,
der 489 m langen Strombrücke zur Querung
der Elbe und der 330,50 m langen
nördlichen Vorlandbrücke; die Gesamtlänge
beträgt somit 1.128,50 m.
3.2 Unterbauten
Beide Widerlager werden als begehbare,
kastenförmige Baukörper ausgebildet,
die Flügel sind 1 m dick. Zur Reduzierung
der Bauteilabmessungen und aus gestalterischen
Gründen wird die ebenfalls 1 m
dicke Widerlagerwand mit einer Pfeilervorlage
versehen, um ausreichend Platz
für die Brückenlager und die Pressenstellplätze
zu schaffen.
Die Vorlandpfeiler erhalten einen elliptischen,
hydraulisch günstigen Querschnitt,
wobei der Schaft für die Aufnahme
der Lager und Pressen noch mit einer
leichten kapitelförmigen Aufweitung
versehen wurde. Die beiden Trennpfeiler
in den Achsen 90 und 180 sind in Abstimmung
mit der Gestaltung der Vorlandpfeiler
für ihre spezielle Funktion an
den Trennstellen der Überbauabschnitte
kelchförmig konzipiert.
7 Trennpfeiler
© Leonhardt, Andrä und Partner
S Y M P O S I U M
3.3 Pylon
Die Gestaltung des Pylonen als der zukünftigen
Dominante im umgebenden
Landschaftsraum ist für das Bauwerk von
besonderer Bedeutung.
Für die frei in der Landschaft stehende
Brücke mit ihrem schmalen Verkehrsweg
stellt sich hier der klassische A-Pylon als
am geeignetsten dar: Seine Form spiegelt
den direkten Kraftfl uss vom Pylonkopf
bis in die Gründung wider, und die Lasten
können auf eine möglichst große Fläche
verteilt werden. Die Gesamthöhe des
Pylonen wird aus Rücksicht auf die umgebende
Landschaft etwas niedriger als
das statische Optimum von 85 m geplant.
Um die Pylonschäfte nicht zu steif wirken
zu lassen, werden diese mit einer leichten
Ausrundung belebt. Der Pylonkopf ist
durch die sichtbare Gestaltung seiner
tragenden Elemente Stahl und Beton
wirkungsvoll gegliedert.
Der A-Pylon der Strombrücke wird im
unteren Bereich bis zum Verschmelzungspunkt
seiner Schäfte als reine Stahlbetonkonstruktion
ausgeführt. Für seinen Kopf
ist hingegen, um die Querschnittsabmessungen
zu begrenzen und eine einfache
Verankerung der Seile zu ermöglichen, ein
aus einem inneren Stahlhohlkasten und
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
8 Pylon
© Leonhardt, Andrä und Partner
beiderseitigen Betonfl anken bestehender
Verbundquerschnitt vorgesehen. Die Gesamthöhe
des Pylonen beträgt 73 m über
dem Gelände, wobei sich die maximale
Spreizung der Schäfte über dem Fundament
zu 23 m ergibt. Der Querriegel zur
Stützung des Überbaus wird in 8 m Höhe
über dem Gelände angeordnet.
Der in Brückenlängstragrichtung auch auf
Biegung beanspruchte Pylon wird über
seine gesamte Höhe mit einer konstanten
Konstruktionsdicke von 3,50 m ausgeführt.
In Brückenquerrichtung werden
die Pylonschäfte 2,50 m breit ausgebildet
und mit einer leichten Krümmung mit
10 Ansicht und Grundriss der Vorlandbrücke Süd
© Leonhardt, Andrä und Partner
11 Ansicht und Grundriss der Vorlandbrücke Nord
© Leonhardt, Andrä und Partner
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
R = 500 m versehen, welche dann bis in
den Pylonkopf hinein fortgesetzt wird.
Der untere Teil der Schäfte wird bis auf die
Höhe des Querriegels als Vollquerschnitt
hergestellt. Über dem Riegel werden die
Schäfte als begehbare Hohlquerschnitte
mit einer Wandstärke von 50 cm realisiert.
Ab einer Höhe von 45 m über dem Gelände
erfolgt dann die Verschmelzung der
Pylonschäfte zum Verbundquerschnitt
des Pylonkopfes, wobei der Stahlkern mit
seiner konstanten Breite von 2 m über
die gesamte Kopfhöhe als Gestaltungselement
sichtbar durchgezogen werden
soll. Die Gesamtbreite des Pylonkopfes
12 Regelquerschnitt der Vorlandbrücke
© Leonhardt, Andrä und Partner
9 Pylonkopf
© Leonhardt, Andrä und Partner
ergibt sich so im Verschmelzungspunkt
zu 6,50 m und verjüngt sich mit der Ausrundung
der Flanken bis zur Pylonspitze
hin auf 3,60 m.
Der Verbundquerschnitt besteht aus dem
konstant 2,00 m × 3,20 m messenden
inneren Stahlhohlkasten und den diesen
beidseitig fl ankierenden und aussteifenden
1,60–0,80 m dicken Betongurten. Die
Brechung der Außenkanten der Schäfte
wird in den Betongurten konsequent bis
zur Pylonspitze hin fortgesetzt.
3.4 Überbau Vorlandbrücken
Die die Stromquerung fl ankierenden
Vorlandbereiche werden mit schlanken
Spannbetonüberbauten ausgeführt.
Für die bis zu 44 m spannenden Felder
wurde hier ein wirtschaftlicher Mittelträgerquerschnitt
mit 1,80 m Bauhöhe
(Schlankheit L/H ≤ 24,40) und weit
auskragenden Kragarmen gewählt. Die
Vorteile des Querschnitts bestehen in der
einfachen Schalung und den geringen
erforderlichen Pfeilerbreiten.
Die Vorlandbrücke Süd wird über acht
Felder mit Spannweiten von 32 m, 44 m,
34 m, 39 m, 42 m, 42 m und 32,25 m, die
Vorlandbrücke Nord mit Spannweiten
von 34,25 m, 6 × 43 m und 36,25 m geführt.
28

29
Der insgesamt 11,47 m breite Überbauquerschnitt
erhält eine obere Stegbreite
von 5,77 m, an die sich beidseitig 2,85 m
lange Kragarme anschließen. Mit der
Neigung der Stegaußenseiten in einem
Verhältnis von 1:2,10 entsteht an der
Stegunterseite eine statisch günstige
Breite von 4,50 m.
3.5 Strombrücke
3.5.1 Tragsystem
Die Strombrücke verläuft über acht Felder
mit den Spannweiten von 32,25 m,
4 × 37,50 m und 3 × 40 m, um dann mit
183,50 m im neunten Feld die Elbe zu
überqueren.
Das Tragsystem der eigentlichen Schrägseilbrücke
besteht aus dem Stromfeld,
drei Seitenfeldern, dem Pylonen und den
Schrägseilen, wobei die Seitenfelder hier
mit den Vorlandfeldern monolithisch
verbunden werden.
Das Längenverhältnis von Stromfeld zu
Seitenfeldern beträgt 185 m zu 120 m
(3 × 40 m) = 1,54, womit zur Herstellung
des statischen Gleichgewichtes und zur
Vermeidung abhebender Lagerkräfte das
Stromfeld leichter als die Seitenfelder
ausgebildet werden muss; eine Rückhängung
des Systems in den Seitenfeldern
über Zuglager bis in die Gründung würde
hier zu einer unverhältnismäßig aufwendigen
Konstruktion führen.
Somit wurde für das Stromfeld ein leichter
Stahlverbundquerschnitt gewählt,
wohingegen die Seitenfelder einen möglichst
schweren Spannbetonmassivquerschnitt
erhalten. Durch die monolithische
Verbindung mit der Vorlandbrücke kann
dabei zusätzlich auch noch das Nachbarfeld
als Gegengewicht mit aktiviert
werden.
13 Ansicht und Grundriss der Strombrücke
© Leonhardt, Andrä und Partner
14 Querschnitt der Strombrücke
© Leonhardt, Andrä und Partner
15 Querschnitt an der Seilverankerung
© Leonhardt, Andrä und Partner
3.5.2 Stromfeld
Der Verbundquerschnitt des Stromfeldes
setzt sich aus dem 1,70 m hohen luftdicht
verschweißten Stahlhohlkasten und der
11,47 m breiten, 30 cm dicken Fahrbahnplatte
zusammen. Durch die Wahl des
torsionssteifen Hohlkastenquerschnitts
wird hier für den Überbau eine sehr hohe
aeroelastische Stabilität erreicht. Die
Stege des Hohlkastens werden, wie die
der Vorlandbrücken und Seitenfelder, im
Verhältnis 1:2,10 geneigt. Die Breite des
Hohlkastens misst in Abstimmung auf
den Querschnitt der Seitenfelder oben
7,80 m und an der Unterseite 6,20 m. Zur
Profi laussteifung des Hohlkastens werden
alle 3,70 m Querschotte vorgesehen,
welche in ihrer Mitte eine Durchstiegs-
S Y M P O S I U M
öffnung erhalten. Nach außen wird der
Hohlkasten in den Schottachsen beidseitig
mit 1,83 m langen gevouteten Kragarmen
versehen, die als Aufl ager für die
auskragende Fahrbahnplatte dienen.
Für die Verankerung der Seile und die
Aufnahme der sich aus dem Abstand zu
den Hohlkastenstegen ergebenen großen
Querbiegemomente werden spezielle,
im Winkel der Seilneigung liegende Seilquerträger
konstruiert. Sie bestehen im
äußeren Bereich aus geschlossenen zweistegigen
Stahlkonsolen, die innerhalb des
Hohlkastens über ein Zugband und die
als Druckgurt dienende Verbundplatte
gekoppelt werden. Die dazwischen angeordneten
Fachwerkdiagonalen gewährleisten
die Aussteifung des Querschnitts
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
16 Geplantes Bauwerk
© Leonhardt, Andrä und Partner
bei ungleichmäßigen Seilkräften, welche
insbesondere aus dem Seilausbau oder
einem Seilausfall resultieren.
3.5.3 Vorland- und Seitenfelder
Die Vorlandfelder werden analog zu den
Vorlandbrücken mit einem schlanken
Mittelträgerquerschnitt in Spannbetonbauweise
ausgeführt.
Die Felder 1–4 erhalten dabei den gleichen
Querschnitt, der dann im fünften
Feld durch die kontinuierliche Vergrößerung
der Stegbreite und der Bauhöhe auf
2,00 m zu dem für die Seitenfelder benötigten
schweren Querschnitt aufgeweitet
wird. Für den Übergang zum Stromfeld
wird der massive Querschnitt der Seitenfelder
um 7,60 m über die Lagerachse
des Pylonen geführt und dann mit dem
leichten Stahlverbundquerschnitt monolithisch
verbunden.
Die Verankerung der Seile ist in den Seitenfeldern
im äußeren Bereich analog zu
der des Stromfeldes mit geschlossenen
zweistegigen Stahlkonsolen und Ankerrohren
geplant.
3.6 Schrägkabel
Die Anordnung der Schrägkabel ist für ein
wirtschaftliches Schrägseilsystem von
entscheidender Bedeutung. So wurden
hier in der Entwurfsplanung mehrere
Varianten untersucht, wobei sich für
das Stromfeld die Anordnung von neun
Seilpaaren in Abständen von 18,50 m als
Vorzugslösung herausstellte. Für den Be-
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
reich der Seitenfelder wurde für die neun
Seilpaare eine statisch sehr effektive,
gestraffte Seilanordnung gefunden: Die
Seile werden zum Ende des Schrägseilsystems
hin mit den Abständen von 3 ×
16 m, 2 × 13 m, 3 × 12 m und 10 m verdichtet.
Am Pylonkopf sind die Abstände
der Seilverankerungen unter Beachtung
ausreichender Platzverhältnisse für die
Konstruktion und zur Inspektion mit
2,00 m geplant.
Die Schrägkabel werden aus siebendrahtigen
Spannstahllitzen, welche in einem
gemeinsamen äußeren PE-Hüllrohr parallel
eingezogen und geführt werden, hergestellt.
Die Verankerung der Seile erfolgt
durch das Verkeilen der einzelnen Litzen
in einem Ankerblock, über den die Spannkraft
dann auf die Ankerplatte abgesetzt
wird. Vor dem Übergang in das PE-Hüllrohr
werden die Seillitzen durch eine
spezielle in einem Führungsrohr elastisch
gehaltene Lagerungsvorrichtung gebündelt
und gedämpft. Mit diesen an allen
Seilaustritten konzipierten Führungsvorrichtungen
wird die infolge von Überbauverformungen
und Seilschwingungen an
den Verankerungspunkten in den Seilen
auftretende Biegung stark reduziert. Im
Pylonkopf werden die Seile mit Festankern
verankert. Das Spannen der Litzen ist
für die Brücke ausschließlich von den am
Überbau anzubringenden Spannankern
aus vorgesehen.
Zur Sicherstellung der aeroelastischen
Stabilität wurden umfangreiche Windkanalversuche
an einem Teilmodell des
Überbaus mit den geplanten Vogelschutzwänden
durchgeführt und die
aerodynamischen Kraftbeiwerte, die
aeroelastischen Koeffi zienten für Instabilitäten
und die Parameter für wirbelerregte
Querschwingungen bestimmt.
Autoren:
Dipl.-Ing. Wolfgang Eilzer
Leonhardt, Andrä und Partner,
Beratende Ingenieure VBI, GmbH, Dresden
Dipl.-Ing. Markus Morawietz
Landesbetrieb Bau Sachsen-Anhalt,
Niederlassung Mitte, Magdeburg
Bauherr
Bundesrepublik Deutschland
Auftragsverwaltung:
Straßenbauverwaltung des Landes
Sachsen-Anhalt, Landesbetrieb Bau,
Niederlassung Mitte, Magdeburg
Vor- und Entwurfsplanung, Ausschreibung
Leonhardt, Andrä und Partner,
Beratende Ingenieure VBI, GmbH, Dresden
Dr. Löber Ingenieurgesellschaft für
Verkehrswesen mbH, Halle
Verkehrsplanung
VIP Ingenieurgesellschaft mbH, Magdeburg
Bauausführung
Hermann Kirchner Hoch- und
Ingenieurbau GmbH, Bad Hersfeld
Donges SteelTec GmbH, Darmstadt
30

31
Erneuerung von schiffstoßgefährdeten Mainbrücken
Vier bayerische Public-Private-Partnership-Projekte
� � � von Karl Goj
Rund 330 km der schiffbaren Strecke
des Mains liegen in Bayern, den in
diesem Abschnitt nicht weniger als
83 Brückenbauwerke queren. Viele
von ihnen sind in einem schlechten
Zustand bzw. genügen den heutigen
Verkehrsanforderungen nicht mehr
und müssen saniert oder erneuert
werden. Die Realisierung von vier
Maßnahmen als sogenannte PPP-
Projekte ist in ein wesentlicher
Schritt zur Verbesserung der Situation.
1 Allgemeines
1.1 Bedeutende Bundeswasserstraße
Der Main ist eine bedeutende Bundeswasserstraße
und Teil eines transeuropäischen
Binnenwasserstraßennetzes. Ab
Bamberg ist er auf einer Länge von rund
400 km schiffbar und seit 1992 über den
Main-Donau-Kanal mit der Donau verbunden.
Von der Mainmündung bis Würzburg
ist der Main bereits entsprechend der
europäischen Wasserstraßenklasse Vb
ausgebaut. Dies bedeutet, dass er für
Schiffe mit einer Länge von 185 m und
einer Breite bis zu 11,45 m befahrbar
ist. Der weitere Ausbau unterstrom von
Würzburg schreitet voran.
Im Ausbaubaubereich wird die Fahrrinne
von 2,50 m auf 2,90 m vertieft und von
36 m auf 40 m verbreitert. Die Mainschiffe
werden nämlich nicht nur länger und
breiter, sie werden auch immer schwerer.
3 Schiffsverkehr auf dem Main
© Staatliches Bauamt Würzburg
1 Mainausbau
© Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes
2 Fahrrinnenvergrößerung
© Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes
Entsprechend größere Stoßkräfte wirken
bei einer Kollision auf die Brückenpfeiler
und den Überbau ein.
Kritisch sind vor allem die teilweise recht
engen Kurven des Mains, in denen trotz
Fahrrinnenaufweitung das Risiko des
Abdriftens und damit der Kollision mit
4 Schaden aus Schiffstoß
© Staatliches Bauamt Würzburg
S Y M P O S I U M
Brücken besonders hoch ist. Mehrfache
Anprallschäden zum Beispiel an der
Mainbrücke Segnitz belegen die Notwendigkeit
zum Handeln.
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
1.2 Mainbrücken
Etwa 330 km der schiffbaren Strecke des
Mains liegen in Bayern. In diesem Abschnitt
kreuzen den Main nicht weniger
als 83 Brückenbauwerke, 45 davon befi
nden sich in der Baulast des Freistaates
Bayern bzw. des Bundes.
Die meisten Mainquerungen entstanden
zwischen 1960 und 1980 in der Zeit
des rasanten Wirtschaftswachstums.
Daneben gibt es aber auch eine Reihe
von älteren sowie einige historische
Brücken, die in der Regel im Krieg stark
beschädigt worden und nach zum Teil
umfangreichen Reparaturen nicht mehr
im Originalzustand sind; zum Teil wurden
die Brücken nur behelfsmäßig instandgesetzt.
Insgesamt sind viele der bayerischen
Mainbrücken in einem schlechten
Zustand bzw. genügen nicht mehr den
heutigen Verkehrsanforderungen und
müssen dringend saniert oder erneuert
werden.
2 Schiffsanprall
2.1 Grundlagen
Nach DIN-Fachbericht 101 vom März
2009 ist der Schiffsanprall als außergewöhnliche
Einwirkung anzusetzen.
Gemäß Ziffer 2.3 (4) gilt für Einwirkungen
auf Straßen- und Eisenbahnbrücken infolge
des Anpralls von Booten und Schiffen
die DIN 1055-9.
2.2 Schiffstoßgefährdung
2.2.1 Unterbauten
Ob die Unterbauten schiffstoßgefährdet
sind, kann nur von der Wasser- und
Schifffahrtsverwaltung (WSV) beurteilt
werden. In jedem Einzelfall muss sie in
Abhängigkeit vom Querprofi l des Flusses,
den Wasserständen, dem auf der Wasserstraße
zugelassenen Schiffsverkehr (Typenschiff)
und der Lage der Unterbauten
der Brücke zum Fahrwasser entscheiden.
2.2.2 Überbauten
Im Entwurf des Nationalen Anwendungsdokuments
zur DIN EN 1991-1-7
wird erstmals defi niert, dass über dem
1,5fachen der für die Wasserstraße erforderlichen
Lichtraumhöhe der Überbau
nicht anfahrgefährdet ist. Diese Regelung
wurde bereits bisher bei Brückenneubauten
als Vorgabe der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung
praktiziert.
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
5 Schiffsanprall an Ingenieurbauwerke
© DIN 1055
6 Stoßlast-Zeit-Verläufe
© DIN 1055
7 Schiffsanpralllasten auf Ingenieurbauwerke
© DIN 1055
2.3 Schiffsanpralllasten
2.3.1 Unterbauten
Bei den Unterbauten wird beim Schiffsanprall
nach einem Frontalstoß oder einem
Flankenstoß unterschieden.
Der Standard für die Unterbauten ist eine
dynamische Untersuchung. Die Stoßlast-
Zeit-Verläufe für die dynamischen Untersuchungen
sind in der DIN 1055 Teil 9,
Ziffer 6.5.3 vorgegeben.
Die Amplitude der für die Stoßkraft-Zeit-
Funktion ergibt sich in erster Näherung
aus Tabelle 6 der DIN 1055 in Abhängigkeit
von der Wasserstraßenklasse.
Diese Tabelle ist an Bedingungen geknüpft,
beispielsweise dass der betrachtete
Wasserstraßenabschnitt kein Unfallschwerpunkt
ist. Da solche Bedingungen
nur von der WSV beurteilt werden können,
entscheidet auch die WSV, ob die Tabellenwerte
angewendet werden können
oder ob objektbezogen auf der Grundlage
probabilistischer Berechnungen die Stoßlasten
genauer ermittelt werden müssen.
Deshalb werden die Ermittlungen der
dynamischen Stoßlasten regelmäßig von
der WSV durchgeführt.
2.3.2 Überbauten
Beim Überbau ist in Bezug auf die Schiffsstoßgefährdung
zwischen Neubauten
und Maßnahmen an bestehenden Brücken
zu unterscheiden.
Wenn bei einer Brückenneuerrichtung
der Überbau anfahrgefährdet ist, hat
man eine statische Ersatzlast von 1 MN in
ungünstigster Laststellung zu berücksichtigen.
Dies erfolgt unabhängig von der
Beanspruchung des Überbaus aus dynamischen
Effekten, die aus dem Stoß auf
die Unterbauten resultieren können.
Völlig unterschiedlich davon ist die Vorge-
32

33
8 Bestehende Mainbrücke Segnitz
© Staatliches Bauamt Würzburg
9 Bestehende Mainbrücke Volkach
© Staatliches Bauamt Würzburg
10 Bestehende Mainbrücke Klingenberg
© Staatliches Bauamt Aschaffenburg
hensweise bei vorhandenen Überbauten.
Ist hier die lichte Höhe kleiner als das
1,5fache der erforderlichen Lichtraumhöhe,
wird nach risikoanalytischen Überlegungen
entschieden, ob der Überbau
anfahrgefährdet ist. Ergibt sich aus den
risikoanalytischen Überlegungen eine
Anfahrgefährdung, hat man den Überbau
einer existierenden Brücke ebenfalls für
eine statische Ersatzlast von 1 MN zu
bemessen.
Diese risikoanalytischen Betrachtungen
stellen ein völlig neues Sicherheitskonzept
im Bereich der Tragwerksplanung
dar. Bezüglich der Risikoanalyse besteht
derzeit ein Regelungsdefi zit.
2.4 Sicherung gegen Schiffstoß
Nach Untersuchungen der WSV sind von
den 45 Mainbrücken in der Baulast der
Straßenbauverwaltung 27 nicht anprallgefährdet
oder anprallgefährdet, aber
standsicher; 18 Bauwerke sind anprallgefährdet
und nicht standsicher.
Auf der Grundlage dieser Untersuchungen
wurde eine gemeinsame Projekt-
bzw. Dringlichkeitsliste festgelegt. Die
Palette der geplanten Maßnahmen reicht
von der Brückenerneuerung über massive
Verstärkungen der Fundamente und der
Pfeiler bis hin zu Schiffstoßsicherungsvorkehrungen,
die durch bauliche Maßnahmen
im Fluss unabhängig vom Brückenbauwerk
durchgeführt werden können.
Insgesamt haben die Projekte ein Kostenvolumen
von über 100 Mio. €.
3 Neue Mainbrücken
3.1 Ausgewählte Maßnahmen
Aufgrund der beschriebenen Situation
besteht aus Sicht der Bayerischen Straßenbauverwaltung
dringender Handlungsbedarf.
Die mit der WSV aufgestellte
Projektliste enthält auch fünf Mainbrücken
im Zuge von Staatsstraßen, die zu
erneuern sind. Aus dem laufenden Staatsstraßenhaushalt
war dies kurzfristig nur
schwer zu fi nanzieren.
Als Ergebnis von Verhandlungen zwischen
dem Bayerischen Staatsministerium
der Finanzen und dem Bayerischen
Staatsministerium des Innern wurde im
Juli 2006 entschieden, dass die Erneue-
S Y M P O S I U M
rung der Mainbrücken
− Bergrheinfeld (Staatsstraße 2277),
− Segnitz (Staatsstraße 2273),
− Volkach (Staatsstraße 2260) sowie
− Klingenberg (Staatsstraße 3259)
als Public-Private-Partnership-(PPP-)
Projekte realisiert werden sollen. Das
Gesamtkostenvolumen beträgt rund
55 Mio. €. An den Baukosten beteiligt sich
die WSV etwa zur Hälfte sowie in geringem
Umfang auch die jeweils betroffene
Gemeinde.
Ausschlaggebend für die Entscheidung
des Freistaats Bayern, auch staatliche
PPP-Projekte durchzuführen, war, dass
man hier eigene belastbare Erfahrungen
gewinnen und (Vertrags-)Elemente des
Funktionsbauvertrags erproben will.
3.2 PPP-Bauvertrag
Wesentlich bei den PPP-Modellen im
Staatsstraßenbau ist die Zusammenführung
von Funktionsbauvertrag und
privatem Vorfi nanzierungsvertrag. In
einem Funktionsbauvertrag wird dem
Unternehmer neben dem Bau auch die
bauliche Erhaltung für einen Zeitraum
von 25 Jahren übertragen. Anders als
beim konventionellen Bauvertrag wird
die Leistung nicht durch eine Vielzahl
von Detailanforderungen beschrieben,
stattdessen werden nur die funktionalen
Eigenschaften und der Bauwerks- bzw.
Straßenzustand durch objektiv messbare
Kriterien defi niert.
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Diese müssen über den gesamten Erhaltungszeitraum
eingehalten werden. Der
PPP-Vertrag umfasst vier Teile.
– Teil A: Konventionelle Ausschreibung
(Teilleistungen, die sich nicht für eine
funktionale Leistungsbeschreibung
eignen)
– Teil B: Funktionsbauleistung nach
Leistungsprogramm für Ingenieurbauwerk,
Oberbau und Erdbau (pauschale
Abrechnung)
– Teil C: Bauliche Erhaltung einschließlich
der hierzu erforderlichen Funktionsinspektionen
(Oberbau, Erdbau,
Ingenieurbau) für einen Zeitraum von
25 Jahren
– Teil D: Zwischenfi nanzierung während
der Bauzeit (variabler Zins) und Projektfi
nanzierung (Festzins)
3.3 Vergabe
Die Vergabe der vier Projekte erfolgte
über ein nichtoffenes Verfahren mit öffentlichem
Teilnahmewettbewerb. Die
Anzahl der Bieter, die Angebote abgaben,
schwankte zwischen vier und zwei. Bei
der Wertung diente der Referenzentwurf
bzw. die Referenzbauweise als Maßstab,
wobei die Kriterien Preis, technisches
Konzept, Qualität, die jeweils in weitere
Unterkriterien unterteilt wurden, die
Entscheidungsfi ndung bestimmten.
Bevor die Maßnahmen vergeben werden
konnten, war bzw. ist jeweils die Zustimmung
des Bayerischen Finanzministeriums
bzw. des Haushaltsausschusses
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
notwendig. Dazu mussten Wirtschaftlichkeitsvergleiche
zwischen einer Verwirklichung
als PPP-Projekt und einer
konventionellen Realisierung vorgelegt
werden. Der Wirtschaftlichkeitsvergleich
wird dabei anhand der sogenannten Barwertmethode
durchgeführt, die im Leitfaden
»Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen
bei PPP-Projekten« empfohlen wird. Das
Grundprinzip dieses »dynamischen Berechnungsverfahrens«
ist, dass Ausgaben
und Einnahmen, die zu verschiedenen
Zeitpunkten anfallen, durch Umrechnung
auf einen einheitlichen Bezugszeitpunkt
vergleichbar gemacht werden. Die Wirkung
von Zins- und Zinseszinseffekten
wird auf die Weise berücksichtigt. Auch
die verstärkte Übertragung der Risiken an
den Auftragnehmer wird in die Betrachtung
mit einbezogen und monitär bewertet.
Das Baugrundrisiko bleibt dabei
beim Auftraggeber, das Planungsrisiko
(auch bei Übernahme der Referenzplanung),
das Risiko beim Bau, das Risiko von
Mehrkosten aufgrund von Mengenänderungen,
die Risiken bei der Erhaltung
und die Risiken für die Mängelfreiheit der
Maßnahme liegen hingegen beim Auftragnehmer.
3.4 Finanzierung
Die Finanzierung der Projekte erfolgt getrennt.
Während für die Anteile der WSV
und der Kommunen die Zahlungen konventionell
in vierteljährlichen Abschlägen
nach Baufortschritt fällig werden, zahlt
12 Referenzentwurf für Bergrheinfeld, Segnitz und Volkach
© Staatliches Bauamt Würzburg
11 Schema eines
PPP-Projekts
© Staatliches Bauamt
Schweinfurt
der Freistaat Bayern erst nach Fertigstellung
und Übernahme der Baumaßnahme
in zehn gleichen Jahresraten; die vom
Unternehmer anzubietenden Erhaltungskosten
werden unabhängig von der
Finanzierung der Baukosten ratenweise
nach einem Zahlungsplan vergütet. Die
Raten werden für den Straßenbauteil am
Ende des 9., 15. und 21. Jahres sowie bei
Vertragsende und für den Ingenieurbau
am Ende des 12. und 25. Jahres vergütet
– dies jedoch nur, wenn die vertraglich
vereinbarten funktionalen Anforderungen
erfüllt sind.
3.5 Qualitätssicherung
Die Qualitätssicherung während der
Baumaßnahme erfolgt durch ein Qualitätssicherungsmanagement
des Auftragnehmers,
die Überprüfung durch den
Auftraggeber in Form der sonst üblichen
Bauüberwachung entfällt.
Während der 25-jährigen Unterhaltungsphase
durch den Auftragnehmer hat dieser
für den Straßen- und Ingenieurbau im
Regelturnus von drei Jahren Funktionsinspektionen
durchzuführen. Grundlage für
die Prüfung und Beurteilung des Erhaltungszustandes
sind die Funktionsanforderungen,
welche in den zusätzlichen und
besonderen technischen Vertragsbedingungen
(ZTV- und BTV-Funktion) geregelt
sind. Die Steuerung der Planung bzw. der
Durchführung von Erhaltungsmaßnahmen
basiert auf defi nierten Warn- bzw.
Schwellenwerten.
Die Übergabeinspektion nach Fertigstellung
der Baumaßnahme und die
Abnahmeinspektion zum Ende der 25jährigen
Vertragslaufzeit werden vom
Auftraggeber durchgeführt, Kriterien sind
hier die festgelegten Übernahme- bzw.
Abnahmewerte.
34

35
3.6 Referenz- und Ausführungsentwürfe
Für die Mainbrücken Bergrheinfeld, Segnitz
und Volkach waren die der Funktionalausschreibung
zugrunde liegenden
Referenzentwürfe Stabbogenbrücken.
Bei Stützweiten von jeweils um die
100 m, der Bedingung, den Lichtraum bei
vorgegebener Gradiente möglich wenig
einzuschränken, und der Forderung der
WSV, wegen der Schiffstoßgefahr auf
Pfeiler im Flussbett zu verzichten, kamen
lediglich Konstruktionen mit einem oben
liegenden Tragwerk in Frage. Da auch
während der Bauzeit nur sehr kurze Einschränkungen
bzw. Unterbrechungen des
Schiffsverkehrs von maximal 24 h möglich
waren, mussten die Überbauten außerhalb
des Flussbettes hergestellt und in
den (kurzen) Sperrpausen eingeschoben
oder eingeschwommen werden. Unter
diesen Randbedingungen erschien eine
Konstruktion des Überbaus als Stabbogen
aus Stahl mit zwei äußeren Bögen und
einer Verbundfahrbahn als geeignet.
Alle Bieter übernahmen unter den
beschriebenen Randbedingungen im
Wesentlichen die Referenzentwürfe, so
dass sie in den drei genannten Fällen mit
gewissen Modifi kationen zur Ausführung
kamen bzw. kommen.
Bei der Mainbrücke Klingenberg ist die
Situation etwas anders, denn sie liegt im
Schleusenbereich des Mains; die Gesamtstützweite
beträgt rund 180 m. Wegen
der städtebaulich anspruchsvollen Situation
wurden im Vorfeld mehrere alternative
Entwürfe (Bogenbrücke, Schrägseilbrücke,
Zügelgurtbrücke, Deckbrücke)
erarbeitet.
Als Referenzentwurf wurde letztlich die
Zügelgurtbrücke gewählt. Gegen die aus
städtebaulicher Sicht ebenfalls in Frage
kommende Deckbrücke sprach zunächst
die relativ hohe maximale Längsneigung
der Gradiente von 5,90 %. Bei der Ausschreibung
waren, wie in den anderen
Fällen auch, Nebenangebote zugelassen.
Zur Ausführung gelangt aber nun doch
eine Deckbrücke: Durch die Verwendung
von höheren Betonfestigkeiten konnte
ihre Schlankheit erhöht und so die maximale
Längsneigung auf 5,50 % reduziert
werden.
13 Mainbrücke Klingenberg: Varianten
© Staatliches Bauamt Aschaffenburg
3.7 Stoßstange
Da die Überbauten der drei neuen Mainbrücken
Bergrheinfeld, Segnitz und
Volkach schiffstoßgefährdet sind, die
lichte Höhe hier also kleiner als das 1,5fache
der erforderlichen Lichtraumhöhe ist,
und die nach der DIN 1055 Teil 9 anzusetzende
Stoßlast von 1 MN zu Schäden am
Stahltragwerk führen würde, wurde eine
»Stoßstange« entwickelt und jeweils auf
beiden Seiten des Überbaus befestigt. Sie
besteht aus dicht geschweißten, um 45°
15 Neue Mainbrücke Bergrheinfeld
© Staatliches Bauamt Schweinfurt
S Y M P O S I U M
14 »Stoßstange«
© Staatliches Bauamt Würzburg
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
16 Einschwimmen der Mainbrücke Segnitz
© Staatliches Bauamt Würzburg
gedrehten und mit Leichtbeton gefüllten
Quadratrohrquerschnitten. Die Unterkante
der Konstruktion sitzt um 5 cm tiefer
als die des Stahlüberbaus.
Die Stoßstangen sind so konzipiert, dass
der auf sie einwirkende Schiffstoß über
entsprechend dimensionierte Quersteifen
direkt in die steife Betonfahrbahnplatte
geleitet wird. Auf diese Weise kann
der Überbau den Schiffstoß aufnehmen,
ohne in größerem Umfang beschädigt zu
werden.
3.8 Stand der Projekte
Am 18. September 2009 wurde die Mainbrücke
Bergrheinfeld im Zuge der Staatsstraße
2277 für den Verkehr freigegeben.
Am selben Tag erfolgte der offi zielle Baubeginn
für die Mainbrücke Volkach im
Zuge der Staatsstraße 2260. Derzeit sind
die Widerlager im Bau und die Stahlteile
für den Stabbogen in der Werksfertigung.
Bereits im Februar 2009 begannen die
Bauarbeiten an der Mainbrücke Segnitz.
Nach nur acht Monaten wurde hier der
Stabbogen bzw. der Überbau eingeschwommen,
die Betonfahrbahnplatte ist
inzwischen betoniert. Die Fertigstellung
der Brücke ist zusammen mit der Ortsumgehung
Ende 2010 vorgesehen.
Die Vergabe der Mainbrücke Klingenberg
soll in Kürze erfolgen: Der Haushaltsausschuss
des Bayerischen Landtages muss
ihr noch zustimmen.
Als bisheriges Fazit ist zu sagen, dass die
Wirtschaftlichkeit dieser Projektrealisierungen
im Vergleich zu einer herkömmlichen
Haushaltsfi nanzierung gegeben ist.
Autor:
Ministerialrat Dipl.-Ing. Karl Goj
Oberste Baubehörde im Bayerischen
Staatsministerium des Innern,
München
Bauherren
Freistaat Bayern,
vertreten durch die
Straßenbauverwaltung,
Bundesrepublik Deutschland,
vertreten durch die
Bundeswasserstraßenverwaltung
Baubehörden
Staatliches Bauamt Aschaffenburg
Staatliches Bauamt Schweinfurt
Staatliches Bauamt Würzburg
Entwurfsverfasser
Krebs und Kiefer, Beratende Ingenieure
für das Bauwesen GmbH, Darmstadt
K + S Ingenieur-Consult GmbH & Co. KG, Nürnberg
Schömig-Plan Ingenieurgesellschaft mbH,
Kleinostheim
Prüfi ngenieure
Prof. Dr.-Ing. Balthasar Novák, Kleinostheim
Dipl.-Ing. Ulrike Schömig, Kleinostheim
Landesgewerbeanstalt Bayern,
Zweigstelle Würzburg
Dr.-Ing. Heinrich Hochreither, Aschaffenburg
Bauausführung
Adam Hörnig Baugesellschaft mbH & Co. KG,
Aschaffenburg
Donges SteelTec GmbH, Darmstadt
36

37
SEIT ÜBER 40 JAHREN KOMPETENZ
IM BRÜCKENBAU UND INGENIEURBAU
Wir bieten intelligente, innovative und unkonventionelle Lösungsansätze im konstruktiven Ingenieurbau:
� Kombination von Bauverfahren
� Wiederverwendung von Bauteilen
� Einsatz neuer Materialen
� Materialersparnis
� Erneuerbarkeit
� Kombination von Gründungsverfahren
� Situationsbezogene Lösungsansätze
unter Würdigung übergeordneter Gesichtspunkte wie:
� Life-Cycle-Costs
� Nachhaltigkeit
� Wirtschaftlichkeit
� Ressourcenoptimierung
� Sicherheitsanalysen
Auf der Basis unserer fachlichen Kompetenz und jahrzehntelangen Erfahrung verstehen wir uns als qualitätsbewusster
Dienstleister für technisch anspruchsvollste Aufgaben bei der Planung von Brücken und anderen Bauwerken des
konstruktiven Ingenieurbaus. Unsere Stärke sehen wir in der materialgerechten Kombination verschiedener Baustoffe
und Bauverfahren bei konsequenter Verfolgung der Boden-Bauwerk-Interaktion. Ganzheitliche Betrachtungsansätze im
Hinblick auf Ressourcen schonende Lösungen sind für uns als Ingenieure mit Verantwortung eine Selbstverständlichkeit.
R e f e r e n z p r o j e k t e :
Tragwerksplanung
Scherkondetalbrücke, NBS Erfurt – Halle/Leipzig (Bild 1 + 2)
NACHHALTIGKEIT IST ÜBERLEBENSWICHTIG
WIR STELLEN UNS DER VERANTWORTUNG
B+S SPENDET MINDESTENS 1% SEINES UM-
SATZES FÜR DIE ERHALTUNG DER UMWELT
Bild 1
Bild 2
Tragwerksplanung 2. Strelasundquerung
S Y M P O S I U M
BÜCHTING + STREIT AG
GUNZENLEHSTRASSE 22
80689 MÜNCHEN
TELEFON 089 / 54 61 50 - 0
TELEFAX 089 / 54 61 50 - 10
info@Buechting-Streit.de
www.Buechting-Streit.de
VORSTÄNDE:
DR.-ING. WALTER STREIT (VORS.)
PRÜFINGENIEUR FÜR STANDSICHERHEIT
Ö.B.U.V. SACHVERSTÄNDIGER
DR.-ING. REINHARD MANG
PRÜFINGENIEUR FÜR STANDSICHERHEIT
MIT NIEDERLASSUNG FRIEDBERG
DIPL.-ING. STEPHAN SONNABEND
DR.-ING. ANDREAS JÄHRING
PROF. DR.-ING. MARTIN MENSINGER
PRÜFINGENIEUR FÜR STANDSICHERHEIT
VORSITZENDER DES AUFSICHTSRATS:
DIPL.-ING. FRANK BÜCHTING
Bautechnische Prüfung Saale-Elster-Talbrücke, NBS Erfurt – Leipzig/Halle (Bild 3 + 4)
Bild 3 Bild 4
Tragwerksplanung Mainbrücke Miltenberg
> BERATUNG > BAUWERKSUNTERSUCHUNG > BAULEITUNG
> TRAGWERKSPLANUNG > SICHERHEITSANALYSEN > AUSSCHREIBUNG
> OBJEKTPLANUNG > GUTACHTEN > ENTWICKLUNG
> BAUTECHN. PRÜFUNG > INSTANDSETZUNG > SCHWERTRANSPORTE
> BAUÜBERWACHUNG > ERTÜCHTIGUNG > WETTBEWERBE
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Planung und Ausführung
Neubau der Haseltalbrücke
� � � von Günther Kleiner
Massive Dauerfestigkeitsprobleme
und erhebliche Schäden an der
Stahlkonstruktion machen einen
Neubau der 660 m langen Haseltalbrücke
erforderlich, der im Vorgriff
auf den Ausbau der Bundesautobahn
A 3 zwischen Aschaffenburg
und Nürnberg mit einem sechsstreifi
gen Querschnitt realisiert wird.
Zur Aufrechterhaltung des Verkehrs
wird der erste Überbau rund 20 m
südlich des Bestandsbauwerks auf
bis zu 65 m hohen Pfeilern errichtet.
Nach dem Baubeginn mit den Vorarbeiten
noch 2007 wurde der Verkehr
zum Jahresende 2009 von der alten
Brücke auf den ersten Überbau der
neuen Struktur umgelegt, deren
Gesamtfertigstellung für November
2011 geplant ist.
1 Die Ausgangslage
Die Bundesautobahn BAB A 3 Frankfurt–Nürnberg
ist eine hoch belastete
Fernstraßenverbindung im Autobahnnetz
der Bundesrepublik Deutschland, über die
der Verkehr aus dem Ruhrgebiet und dem
Frankfurter Raum in die Metropolregion
Nürnberg und weiter über Regensburg
nach Österreich und Südosteuropa bzw.
über die BAB A 9 in Richtung München
und weiter nach Italien abgewickelt wird.
Mit Öffnung der Grenzen Osteuropas und
der Osterweiterung der Europäischen
Union hat die Bedeutung der BAB A 3
zusätzlich signifi kant zugenommen. Im
Bereich nördlich von Nürnberg werden
heute über 70.000 Kfz/24 h gezählt, westlich
von Aschaffenburg wird die Grenze
von 80.000 Kfz/24 h überschritten.
Um dem gestiegenen Verkehrsaufkommen
Rechnung zu tragen, wird der sechsstreifi
ge Ausbau der BAB A 3 zwischen
Aschaffenburg und dem Autobahnkreuz
Biebelried im Rahmen der zur Verfügung
stehenden Mittel von der Autobahndirektion
Nordbayern vorangetrieben. Eine
Besonderheit stellt dabei die Haseltalbrücke
zwischen den Anschlussstellen
Marktheidenfeld und Rohrbrunn dar. Das
stark geschädigte Bauwerk, das bereits
im Oktober 2002 für den genehmigungspfl
ichtigen Schwerverkehr gesperrt wurde,
musste vorgezogen erneuert werden.
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
1 Lage der Brücke
© Autobahndirektion
Nordbayern
2 Das Bestandsbauwerk
Im Zuge des Neubaus der A 3 zwischen
Aschaffenburg und Würzburg in den
1960er Jahren mussten im Spessart
mehrere Großbrücken errichtet werden,
wobei die Haseltalbrücke aufgrund ihrer
Gesamtlänge von 660 m und einer Pfeilerhöhe
von 65 m seinerzeit eine Sonderstellung
einnahm. In nur 30 Monaten Bauzeit
wurde von Mai 1959 bis Oktober 1961
eine Stahlbrücke mit orthotroper Fahrbahnplatte
über sieben Felder errichtet,
deren Feldlänge in den fünf Mittelfeldern
bei je 101,60 m, in den beiden Randfeldern
bei 76,20 m lag. Der einzellige Querschnitt
besitzt eine Gesamtbreite von
29,00 m und eine Bauhöhe von 5,00 m,
in den Endfeldern geht die Bauhöhe auf
3,70 m zurück. Das Bauwerk liegt in einem
Radius von 2.000 m und einer Wanne von
3 Bisheriger Querschnitt
© Autobahndirektion Nordbayern
2 Bestandsbauwerk
© Autobahndirektion
Nordbayern
20.000 m. Die beiden Hauptträger leiten
ihre Lasten über Hohlpfeiler mit 6 m
Durchmesser in den Untergrund ab.
Infolge des seinerzeit hohen Anteils der
Materialkosten an dem Gesamtherstellungspreis
der Brücke erhielt das Angebot
mit dem niedrigsten Flächengewicht den
Zuschlag: Mit nur 248 kg/m² – das entspricht
einem Gesamtgewicht von 4.800 t
– wurde der leichteste Stahlüberbau für
Straßenbrücken hergestellt.
Die negativen Auswirkungen des leichten
und damit auch weichen Überbaus ließen
nicht lange auf sich warten, denn starke
Verformungen führten bereits nach
zehn Jahren unter Verkehr zu zahlreichen
Rissen in den Schweißnähten. Bei einer
weiteren Untersuchung 1983 wurden
bereits 263 systematische Schweißnahtrisse
festgestellt.
38

39
4 Verstärkungsmaßnahme
© Autobahndirektion Nordbayern
Als Verstärkungsmaßnahme mussten
daher in den Jahren 1985–1988 zusätzliche
Längs- und Querträger mit einem
Gewicht von 1.000 t eingebaut werden,
was die Ausbreitungsgeschwindigkeit
weiterer Schäden aber nur für kurze Zeit
verringern konnte. Infolge von Lastumlagerungen,
der Wahl ermüdungsanfälliger
Schweißnähte und des starken Anstiegs
des Schwerverkehrs nahm die Zahl der
Schäden schnell wieder zu. Als im Herbst
2002 vom beauftragten Gutachter keine
Möglichkeiten für weitere Sanierungen
gesehen wurden, erteilten das Bundesministerium
für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung
sowie die Oberste Baubehörde
im Bayerischen Staatsministerium des
Innern der Autobahndirektion Nordbayern
den Auftrag zur Planung einer
neuen Brücke unter Berücksichtigung
des sechsstreifi gen Ausbaus der A 3. Ab
diesem Zeitpunkt hatte der genehmigungspfl
ichtige Schwerverkehr das Bauwerk
weiträumig zu umfahren. Zusätzlich
wurden jährliche Sonderprüfungen und
eine intensive laufende Beobachtung
angeordnet, zur Gewährleistung einer
ausreichenden Resttragfähigkeit seither
150.000 €/a für Risseinstandsetzungen
ausgegeben.
3 Der Neubau
3.1 Überbau
Durch ihre Lage im dicht bewaldeten
Spessart, weit entfernt von der nächsten
Bebauung und nur von untergeordneten
Wanderwegen einzusehen, stand beim
Entwurf neben einer bewährten Bauweise
die Wirtschaftlichkeit an vorderster
Stelle.
Gegenüber dem vorhandenen Bauwerk
wurden deshalb die größten Stützweiten
auf 58 m so weit reduziert bzw. optimiert,
dass die Errichtung als Spannbetontaktschiebebrücke
ohne Hilfsstützen mit zwei
getrennten Überbauten ausgeschrieben
werden konnte; die beiden Endfelder
liegen mit 49 m ebenso im optimalen
Bereich für das Taktschieben.
5 Errichtung des ersten Überbaus
© Hajo Dietz/Autobahndirektion Nordbayern
6 Ansicht der neuen Brücke
© Autobahndirektion Nordbayern
7 Querschnitt der neuen Brücke
© Autobahndirektion Nordbayern
Die Gesamtstützweite erhöht sich, weil
die alte Haseltalbrücke sehr große Widerlager
aufweist, die beim Neubauprojekt
auf eine wirtschaftliche Größe reduziert
wurden. Als Überbauquerschnitte wurden
Hohlkästen mit Mischvorspannung,
das heißt, Verbundspannglieder in der
Boden- und Fahrbahnplatte sowie verbundlose
Spannglieder im Innern der
Hohlkästen gewählt. Diese bewährte
Standardbauweise lässt nur geringe
Erhaltungskosten erwarten.
3.2 Unterbauten
Um das Tal durch die zusätzlichen Pfeiler
nicht allzu sehr optisch einzuengen,
wurden diese möglichst schlank geplant.
In der Ansicht beträgt ihre Breite je nach
Pfeilerhöhe zwischen 3 m und 5 m, sie
werden mit 0,45 m Wandstärke hohl ausgebildet.
Mit der großen Pfeilerschlankheit
muss jedoch eine beträchtliche Auslenkung
beim Verschub des Überbaues in
S Y M P O S I U M
Kauf genommen werden, der beim höchsten
Pfeiler rechnerisch 0,65 m beträgt. Im
Zuge der Bauausführung wurde deshalb
beim Verschub auf eine sehr geringe
Reibung geachtet. Es gelang dadurch
beim ersten Überbau die Auslenkung auf
unter 0,05 cm zu begrenzen, so dass auf
ein nachträgliches Ausrichten verzichtet
werden konnte.
3.3 Gründung
Entsprechend den Empfehlungen im
Bodengutachten wurden Bohrpfähle mit
1,50 m Durchmesser gewählt. Unter einer
Pfahlkopfplatte wurden acht Pfähle, 10:1
geneigt, zusammengefasst, deren maximale
Länge bei 19 m lag.
3.4 Bauablauf
Bereits zu Beginn der Planung stand
aufgrund der Netzlage der A 3 zwischen
Aschaffenburg und Würzburg fest, dass
der Verkehr auf der Haseltalbrücke auf-
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
rechterhalten werden muss. Zur Verbesserung
der Linienführung – das Bauwerk
befi ndet sich in einem Radius von 2.000 m
– fi el die Entscheidung, den ersten
Überbau ohne Querverschub südlich der
existierenden Brücke zu errichten. Dieser
ersten Bauphase, die zwischenzeitlich
mit der Verkehrsumlegung auf den neuen
Überbau zum Jahresende 2009 abgeschlossen
wurde, folgen ab Januar bis Mai
2010 mit der Bauphase II der Abbruch des
Bestandsbauwerks und der Neubau des
nördlichen Überbaues. In der Bauphase III
werden die Verkehrsströme endgültig auf
die beiden Überbauten aufgeteilt sowie
das Baufeld rekultiviert.
3.5 Passive Schutzeinrichtungen
Im Vorgriff auf die Einführung der neuen
Richtlinien für den passiven Schutz an
Straßen durch Fahrzeug-Rückhaltesysteme
RPS wurde ein passives Schutzsystem
aus Stahl mit der Aufhaltestufe H 2 und
einem Wirkungsbereich W 5 ausgeschrieben.
Kurz vor der Beauftragung eines Subunternehmers
mit dem Geländerbau erhielt
die Autobahndirektion Nordbayern die
Untersuchung der Bundesanstalt für
Straßenwesen vom 22. Juli 2009, die unter
anderem auch einen Bemessungsvorschlag
für die Geländerhöhen aufweist.
In Abhängigkeit von der Höhe des Schutzsystems
über der Kappe, der Kappengeometrie
und der Breite des Notgehweges
8 Rückbau der bestehenden Brücke
© Weiland Bau GmbH
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
wird hier die Höhe jeweils individuell
bemessen. Nach Rücksprache mit der
Obersten Baubehörde im Bayerischen
Staatsministerium des Innern und dem
Bundesministerium für Verkehr, Bau und
Stadtentwicklung fi el dann die Entscheidung,
das Brückengeländer auf 1,50 m zu
erhöhen.
4 Abbruch der alten Brücke
4.1 Konzepte
Bereits in der Planungsphase für den Neubau
wurde der Abbruch der alten Brücke
in unmittelbarer Nähe zur neuen intensiv
diskutiert. Wichtige Randbedingung waren
die Sicherheit für das neue Bauwerk,
die Wirtschaftlichkeit, das aus Naturschutzgründen
beschränkte Baufeld,
die schwierige Zugänglichkeit unter der
Brücke, die Dauer der Abbrucharbeiten
und die Erschwernis durch die Querriegel
bei den hohen Pfeilern.
Zwei Konzepte kamen in die engere Wahl
und wurden vertieft untersucht. Dies waren
die Gesamtsprengung des Bauwerks
sowie der abschnittsweise Abbruch des
Überbaus mit gestaffelter Sprengung der
Pfeiler, die im Ergebnis beide ausführbar
schienen. Nach Gesprächen mit erfahrenen
Sprengmeistern fi el letztendlich
wegen der größeren Sicherheit bei der
praktischen Durchführung die Wahl auf
die zweite Alternative.
4.2 Ausführung
Mitte Januar 2010 wurde mit dem Ausbau
des Brückenbelags begonnen. Danach
werden beidseitig die Kappen und
die Auskragungen über den Hauptträgern
entfernt sowie im nächsten Schritt über
den Pfeilern Litzenheber verankert. Anschließend
erfolgt das Heraustrennen
eines vollständigen Brückenfeldes, das
auf den Boden abgelassen wird und dort
zur Rückverankerung der Litzenheber
für das Nachbarfeld dient; die über den
Pfeiler verankerten Reste des Überbaues
müssen mit leistungsstarken Kränen
herabgehoben werden.
Nach dem Abtransport der Stahlteile
werden bei den Bestandspfeilern, die
nahe an jenen des Neubaus liegen, Gruben
ausgehoben, in denen das Material
der gesprengten Pfeiler zurückgehalten
wird. Dadurch lässt sich verhindern, dass
Material von den Schuttkegeln abrutscht
und die neuen Pfeiler beschädigt.
Bei den Sprengungen wird mit den niedrigen
Einzelpfeilern der Randfelder begonnen,
die in Querrichtung, also in Fallrichtung
weg vom neuen Bauwerk gesprengt
werden. Mit den dabei gewonnenen
Erfahrungen können die Sprengladungen
für die hohen Pfeiler noch angepasst
werden.
40

41
9 Technische Daten der neuen Brücke
© Autobahndirektion Nordbayern
Die massiven Querriegel an den Pfeilerköpfen der hohen
Pfeiler erlauben eine Fallrichtung weg vom Neubau nur
bis zu einem Winkel von maximal 40°. Da die Erschütterungsprognose
hierfür aber eine Schwinggeschwindigkeit
am nächstgelegenen Neubaupfeiler von knapp
30 mm/s ergibt, die deutlich über dem Anhaltswert von
20 mm/s für eine Schadenfreiheit liegt, scheidet eine
Fallrichtungssprengung aus. Stattdessen wird für diese
Pfeiler eine Sprengfaltung gewählt: Bei einer solchen
Mehrfachsprengung werden am Pfeilerfuß und in Pfeilermitte
gegenüberliegende Sprengmäuler vorbereitet.
Bei der Sprengung knickt der Pfeiler dadurch nur in der
Mitte nach außen und fällt anschließend in zwei Teilen
parallel zum Überbau in die vorbereitete Grube. Die
Schwinggeschwindigkeit kann durch diese Sprengmethode
auf 20 mm/s begrenzt werden.
Autor:
Leitender Baudirektor Dipl.- Ing. (Univ.)
Günther Kleiner
Autobahndirektion Nordbayern,
Nürnberg
Bauherr
Bundesrepublik Deutschland
vertreten durch die
Autobahndirektion Nordbayern, Nürnberg
Entwurf
Autobahndirektion Nordbayern, Nürnberg
Tragwerksplanung
K+S Ingenieur-Consult GmbH & Co. KG, Nürnberg
Abbruchplanung
Max Wild GmbH, Berkheim
Reisch Sprengtechnik GmbH, Andechs
Prüfi ngenieure
Dr.-Ing. Bernd Brandt, Nürnberg
Dr.-Ing. Heinrich Hochreither, Aschaffenburg
Ausführung
Adam Hörnig Baugesellschaft mbH & Co. KG, Aschaffenburg
S Y M P O S I U M
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VIBRATION UND SCHWINGUNG
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BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Gestaltungsprinzip »Poesie der Logik«
Eisenbahnbrücken der ÖBB
� � � von Hannes Kari
Zum Thema der Gestaltung im Ingenieur-
und Brückenbau gibt es heute
zwei Standpunkte, die nachfolgend
einander gegenübergestellt werden,
um sie schließlich im Begriff »Poesie
der Logik« zu vereinen.
1 Moderne Baukultur
Der eine häufi g von den Planern verwendete
Standpunkt »Form follows Function«
geht auf den Gestaltungsleitsatz
der Design- und Architekturschule des
Bauhauses zurück und wird in Form einer
überwiegend rationalen Umsetzung
interpretiert. Die Beispiele der Geschichte
haben jedoch gezeigt, dass ein rein funktionaler
und statisch richtiger Entwurf
nicht notwendigerweise schön ist. Man
vergisst dabei, dass die Ästhetik und Gestaltung
eines Bauwerks selbst auch eine
wesentliche Funktion haben.
Der andere Standpunkt wird durch die
Aussage »Über Geschmack lässt sich
streiten« zum Ausdruck gebracht und
entzieht sich damit indirekt einer Auseinandersetzung
mit der Gestaltung und
deren Elementen. Diese Position argu-
RAFFL – Der Spezialist für Stahl- & Metallbau
Das Fertigungswerk von RAFFL mit einer
Produktionsfläche von über 10.000 m² ermöglicht
es, jährlich tausende Tonnen Stahl
für gewerbliche und industrielle Zwecke
zu verarbeiten.
Die Firma Raffl ist auf den Bau und die
Errichtung von Stahlhallen spezialisiert.
Von der Planumsetzung über Konstruktion,
Fertigung und Montage erfolgen alle Arbeiten
als Eigenleistung. Organisatorische
Effizienz, Zuverlässigkeit in der Fertigung,
spezialisiertes Personal und modernste
Produktionstechnik ermöglichen es, die
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
Reichsbrücke Wien
mentiert auf der rein emotionalen Ebene,
die subjektiv im eigentlichen Sinne ist.
Daraus würde folgen, dass ein Entwurf
für jeden einzelnen Menschen der Gesellschaft
anders wahrgenommen wird, was
wiederum nicht der tatsächlichen Wahrnehmung
entspricht.
Beide Standpunkte zeigen jedoch, dass
Schönheit rationalen, bewussten Anforderungen
ebenso genügen muss wie der
sinnlichen Wahrnehmung. Die Vereinigung
der unterschiedlichen Standpunkte
kann durch den Begriff »Poesie der Logik«
Brücke Hafling U 2 / 8 Wien
Wünsche öffentlicher und privater Auftraggeber
in kürzester Zeit fachgerecht
umzusetzen. Die Firma Raffl entwickelte
sich zudem kontinuierlich zum führenden
Brückenbauunternehmen in Österreich:
Fachplanung, Ausarbeitung und Fertigung
kommen aus dem eigenen Haus.
Die Produktion erfolgt mit Hilfe hochmoderner
maschineller Ausrüstung. Sämtliche
gefertigten Stahlteile werden ausschließlich
sandgestrahlt bearbeitet und in der
hauseigenen Abteilung für Korrosionsschutz
beschichtet.
Die Montage wird mit firmeneigenen Hebegeräten
durch das spezialisierte Fachpersonal
durchgeführt.
STAHLBAU GmbH
Stahl- und Metallbau
Wolf 40 · A-6150 Steinach
Telefon +43 / 52 79 / 6 00-0
Telefax +43 / 52 79 / 6 00-50
E-Mail: stahlbau@raffl.at
Internet: www.raffl.at
1 Landecker
Innbrücke
© ÖBB
Infrastruktur AG
beschrieben und zum Prinzip moderner
Baukultur werden. Drei Beispiele, wie die
hier abgebildete Landecker Innbrücke, die
Brücke über die Ötztalerache, ebenfalls in
Österreich, sowie die Rheinbrücke bei St.
Margarethen zwischen Österreich und
der Schweiz, vermögen dieses Prinzip
näher zu veranschaulichen.
Autor:
Dipl.-Ing. Dr. rer. nat. techn. Hannes Kari
ÖBB Infrastruktur AG,
Wien
42

43
Teil der Eisenbahn-Neubaustrecke Ebensfeld–Erfurt
Planung und Errichtung der Grümpentalbrücke
� � � von Martin Schnellhardt
Planung und Errichtung der 270 m
weit gespannten Bogenbrücke über
das Tal der Grümpen zwischen den
Ortslagen Grümpen und Selsendorf
erfolgen im Rahmen der Realisierung
der Eisenbahn-Neubaustrecke
zwischen Ebensfeld und Erfurt. Die
Grümpentalbrücke befi ndet sich
derzeit im Bau – und wird nach ihrer
Fertigstellung eine der beiden am
weitesten gespannten Eisenbahn-
Betonbogenbrücken Europas sein.
1. Einführung
1.1 Rahmenbedingungen
Im Vorgriff auf den Verkehrswegeplan
1992 beschloss die Bundesregierung im
April 1991 die Verkehrsprojekte Deutsche
Einheit. Das Verkehrprojekt Deutsche
Einheit-(VDE-)Schiene Nr. 8 von Nürnberg
nach Berlin ist der wichtigste Abschnitt
der Schienenverbindungen von Verona
nach Berlin. Teil dieses Abschnitts ist die
Neubaustrecke (NBS) von Ebensfeld nach
Erfurt – das Verkehrsprojekt Nr. 8.1.2.
Seine Realisierung und Inbetriebnahme
werden zu einer deutlichen Attraktivitätssteigerung
der Eisenbahn in Deutschland
und Europa für den Personen- und Güterverkehr
führen.
1.2 Eisenbahnbetriebliche Aspekte
Zurzeit beträgt die Verbindung von
Nürnberg nach Erfurt (ca. 175 km Luftliniendistanz)
2 ¾ Stunden, was einer
unattraktiven Luftliniengeschwindigkeit
von 64 km/h entspricht. Mit dem Bau der
NBS Ebensfeld–Erfurt wird in Verbindung
mit der Ausbaustrecke (ABS) Nürnberg–
Ebensfeld erstmals eine direkte Verbindung
zwischen dem fränkischen Zentrum
und der thüringischen Landeshauptstadt
geschaffen und das bestehende Kernnetz
der DB AG ideal vernetzt und ergänzt.
Das planfestgestellte Betriebsprogramm
sieht für die NBS eine Belegung von ca.
108 Zügen pro Tag und Richtung vor.
Hierbei entfallen auf den Güterverkehr
1 Transeuropean-Transport-Network-(TEN-)Projekt 1 und VDE 8
© DB ProjektBau GmbH
84 und auf den Personenverkehr 24 Züge.
Unter diesen Randbedingungen werden
die hohen Anforderungen und Ziele nach
Angleichung der Wettbewerbsbedingungen
in den östlichen Bundesländern, der
Erhöhung der Mobilität in den vernetzten
Regionen, nach umweltfreundlichem und
sicherem Transport von Personen und
Gütern sowie die Kriterien im Rahmen der
europäischen Erfordernisse für die Regionen
Mailand–München–Berlin erfüllt.
Die Fahrzeit für die ICE-Verbindung von
Nürnberg nach Erfurt verkürzt sich nach
der geplanten Inbetriebnahme 2017
gegenüber den heutigen Verhältnissen
erheblich auf ca. 1 h, für die Verbindung
München–Berlin ergibt sich dann eine
Reisezeit von ca. 4 h.
1.3 Streckenführung
Die NBS Ebensfeld–Erfurt ist als zweigleisige,
elektrifi zierte Eisenbahnstrecke für
Hochgeschwindigkeitsverkehre geplant.
Sie hat eine Gesamtlänge von 106,80 km
und verläuft, von Ebensfeld kommend, zunächst
rund 34 km auf bayrischem Gebiet
durch die Mainebene und daran anschließend
östlich an Coburg vorbei. Die Stadt
Coburg wird über die Verbindungskurven
Niederfüllbach und Dörfl es-Esbach an die
neue Trasse angeschlossen. Im weiteren
Verlauf quert die Trasse den Froschgrundsee
an der bayrisch-thüringischen Landesgrenze
und erreicht nordwestlich von
Grümpen den Überholbahnhof Theuern.
S Y M P O S I U M
Nach der Querung des Bleßberges mit
einem 8,30 km langen Tunnel nimmt
die Strecke den weiteren Aufstieg zum
Scheitelpunkt bei Goldisthal. Im Bereich
des Thüringer Waldes wechseln sich dann
Bogenbrücken über tief eingeschnittenen
Tälern mit Tunneln ab. Nördlich des
Tunnels Goldberg fällt die NBS wieder
ab und führt durch den Silberberg mit
einem ca. 7,40 km langen Tunnel. Nach
der Querung der Ilm mit einer ca. 1,70 km
langen Talbrücke beginnt bei Traßdorf der
rund 23 km lange Bündelungsbereich mit
der Bundesautobahn A 71. Zwischen den
Erfurter Stadtteilen Bischleben und Hochheim
wird die NBS in die ABS Bebra–Erfurt
vom Westen her eingebunden; die jetzt
dreigleisige Strecke wird um die beiden
Neubaugleise erweitert.
Die vorgesehene Trassierung ist für eine
Entwurfsgeschwindigkeit bis zu 300 km/
h ausgelegt. Der Strecke liegen die folgenden
Trassierungswerte der Linienführung
zugrunde:
– Regelradius: 6.300 m
– Mindestradius: 3.700 m
– maximale Längsneigung: 12,50 ‰,
auf Teilstücken: 20,00 ‰
– Regelausrundung: 25.000 m
– Mindestausrundung: 22.500 m
Die topografi schen Bedingungen im
nördlichen Bayern und die Querung des
Thüringer Waldes mit dem sich nördlich
anschließenden Thüringer Becken haben
zur Folge, dass von der 106,80 km langen
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
NBS rund 41 km in 22 Tunnelbauwerken
und 12 km auf 29 großen Talbrücken
verlaufen. Zusätzlich sind 23 kleinere
Eisenbahnbrücken und 46 Straßen- und
Wegebrücken zur Wiederherstellung der
durch die NBS unterbrochenen Verkehrs-
bzw. Wegebeziehungen erforderlich.
1.4 Planrechtsverfahren
Nach dem Abschluss der Vorplanungen
für den Abschnitt NBS Ebensfeld–Erfurt
im Sommer 1991 wurde im Jahre 1992
mit den weiteren Planungen durch die
die DB ProjektBau GmbH (vormals PB DE
Planungsgesellschaft Bahnbau Deutsche
Einheit mbh) begonnen. Zunächst
wurden großräumige Alternativbetrachtungen
im Raum Nürnberg–Erfurt–Hof
durchgeführt, die nach Abwägung aller
eisenbahnbetrieblichen, ökologischen,
technischen und wirtschaftlichen
Zwangspunkte in fünf Haupt- und mehreren
Untervarianten tiefer untersucht und
bewertet werden mussten. Das hierzu
erforderliche Raumordnungsverfahren
wurde am 20. November 1992 eingeleitet.
In den Stellungnahmen der betroffenen
Länder, der Freistaaten Bayern und
Thüringen, wurde die Linienführung von
Ebensfeld mit östlicher Umfahrung von
Coburg nach Erfurt als Vorzugsvariante
festgestellt. Dies entsprach auch den
Erfordernissen der Deutschen Bahnen.
Im Jahre 1994 stimmte der Bundesminister
für Verkehr der geplanten Linienführung
der NBS mit den zugehörigen
Bahnstromleitungen zu, ab dem Jahr
1994 schlossen sich die Planfeststellungsverfahren
für die in zehn Abschnitte
eingeteilte NBS Ebensfeld–Erfurt an;
die Planfeststellung für die im Abschnitt
Sonneberg liegende Grümpentalbrücke
erfolgte am 24. Mai 1995.
2. Entwurf und Ausschreibung
2.1 Grundlagen
In einer landschaftlich reizvollen Gegend
und einer landwirtschaftlich genutzten
sowie dünn besiedelten Region bestand
die Herausforderung, eine Verbindung
zwischen Natur, Technik und Mensch zu
schaffen.
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
2 Übersicht
© DB ProjektBau GmbH
3 Die Grümpen
© Martin Schnellhardt
Die Lage der Grümpentalbrücke ist von
den südlichen Ausläufern des Thüringer
Waldes mit seinen fl ach abfallenden
Talfl anken und dem Flusslauf der Grümpen
in einem breiten Talraum geprägt.
Aufgrund des weitgespannten Bogens
und der relativen Höhe über dem Talgrund
ist sie eine ingenieurtechnische
Meisterleistung, die im Einklang mit
den Anforderungen an die Minimierung
der Eingriffe in den Talraum und an eine
größtmögliche Transparenz zur optimalen
Einbindung des Bauwerks in das Landschaftsbild
steht.
Die Planungen wurden weitgehend
auch durch den verlangten Erhalt von
Schutzgütern bestimmt. Aus dem Grund
wirkten von Anfang an Umweltgutachter
und Landschaftsplaner kontinuierlich
an den Planungen und Optimierungen
mit. Dadurch konnte gesichert werden,
dass Maßnahmen zur Vermeidung und
Verminderung von Umweltwirkungen in
einem hohen Maße berücksichtigt werden
konnten. Es war und ist jedoch nicht
zu verhindern, dass der Bau der NBS große
Eingriffe in das Natur- und Landschaftsbild
bedeutet, die durch landschaftsgestaltende
Maßnahmen aber minimiert
und durch Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen
kompensiert werden.
Vor diesem Hintergrund war das Ziel der
Entwurfsplanung, all jene Ansprüche
wirtschaftlich umzusetzen. Hierzu wurden
in Variantenuntersuchungen Vorentwürfe
erarbeitet, die zum Teil konträre
Ergebnisse brachten. Der Entwurf der
Grümpentalbrücke erfolgte im Zusammenhang
mit der südlich der thüringischen
Landesgrenze gelegenen Talbrücke
Froschgrundsee. Grundlage ist in weiten
Teilen die Rahmenentwurfsplanung für
Talbrücken der DB AG.
2.2 Entwurfsplanung
Im Verlauf der Neubaustrecke Ebensfeld–
Erfurt in Richtung Norden überquert die
geplante zweigleisige Trasse die bayrischthüringische
Landesgrenze. Nach einem
sich bei Sonneberg anschließenden ca.
1,80 km langen Einschnitt quert die Strecke
mit einem 745 m langen Tunnel den
Müß, eine 486 m hohe Erhebung der südlichen
Ausläufer des Thüringer Schiefergebirges,
und erreicht danach das Grümpental.
Zwischen den Ortslagen Grümpen
und Selsendorf überquert die Brücke das
Tal der Grümpen in ca. 70 m Höhe, dessen
Form durch fl ach ansteigende Talfl anken
und einen etwa 250 m breiten, ebenen
Talraum geprägt ist. Auf der Südseite ist
dieser von dem natürlichen Flusslauf der
Grümpen sowie begleitenden Gehölzen
und auf der Nordseite von der Kreisstraße
K 34 begrenzt. Im Norden grenzt ein klei-
44

45
4 Talbrücke Froschgrundsee: Variante Pylon
© DB ProjektBau GmbH
neres Seitental an, an dessen Nordfl anke
die Bundesstraße B 89 und die Eisenbahn
der Strecke Eisfeld–Sonneberg in westöstlicher
Richtung verlaufen. Die NBS-
Trasse ist im Bereich des Grümpentals
mit R = 6.640 m und sich anschließenden
Übergangsbögen trassiert. Die Strecke
steigt im Verlauf der Grümpentalbrücke
mit einer Längsneigung von 12,50 ‰
von Süden nach Norden an. Hinter dem
nördlichen Kastenwiderlager schließt
unmittelbar der 1.317 m lange Tunnel
Baumleite an.
Unter Beachtung der topografi schen Verhältnisse
und der Gestaltungsvorgaben
der benachbarten Talbrücke Froschgrundsee
erfolgte die Entwurfsplanung mit
Hinblick auf eine ästhetisch ansprechende
Lösung, die Minimierung des Eingriffes
in den Talraum sowie eine größtmögliche
Transparenz zur optimalen Einbindung
des Bauwerks in das Landschaftsbild.
Eine Überbrückung des Talraumes mit
großen Stützweiten lag somit auf der
Hand, Balkenbrücken mit Regelstützweiten
von ca. 50–60 m schieden ebenso
aus wie über der Fahrbahn angeordnete
Tragwerke. Hierzu wurden die Ergebnisse
der im Vorfeld durchgeführten Entwurfsplanung
der Talbrücke Froschgrundsee
genutzt: Aufgrund der exponierten Lage
der Talbrücke Froschgrundsee in einem
beliebten Ausfl ugsziel und über dem
Hochwasserrückhaltebecken für die
Region Coburg wurden mehrere Alternativen
für die Brückenhauptform entwickelt.
Ursprünglich untersuchte Varianten mit
tragenden Konstruktionsteilen oberhalb
der Schienenoberkante wurden aus gestalterischen
und wirtschaftlichen Aspekten
frühzeitig ausgeklammert, um keine
zusätzliche Dominante zu schaffen.
Auf dieser Grundlage und unter Berücksichtigung
der örtlichen Randbedingungen
konzentrierte sich die Entwurfsplanung
nunmehr auf die möglichen Varian-
ten von Bogenbrücken. Eine Variante mit
zwei Bögen, einem 270 m weit gespannten
Bogen im Grümpental und einem
132 m weit gespannten im benachbarten
Seitental, wurde wegen der relativen
Nähe der erforderlichen Gründung des
Nordbogens zur Bundesstraße B89 und
Eisenbahnstrecke Eisfeld–Sonneberg
sowie der höheren Kosten für die Herstellung
nicht vertieft. Gestalterisch konnte
diese Lösung aber auch nicht überzeugen,
da die unterschiedlich weit gespannten
Bögen mit den doch stark differierenden
Schlankheiten den visuellen Eindruck
stören.
Als Vorzugslösung wurden zur Überbrückung
der großen Hauptstützweite ein
Bogen mit 270 m Spannweite über das
Grümpental und sich anschließende Vorlandbrücken
mit 307 m Länge im Süden
und 527 m Länge im Norden gewählt.
6 Grümpentalbrücke: Variante mit zwei Bögen
© DB ProjektBau GmbH
7 Grümpentalbrücke: Vorzugslösung
© DB ProjektBau GmbH
5 Talbrücke Froschgrundsee: Variante Stabbogen
© DB ProjektBau GmbH
S Y M P O S I U M
Diese Variante wurde allen Anforderungen
an die Umwelt, die Gestaltung und
eine wirtschaftliche Bauweise am ehesten
gerecht.
Der Überbau der Brücke ist als Spannbeton-Durchlaufträger-Kette
mit einem
einzelligen Hohlkastenquerschnitt und
einer Regelstützweite zwischen 44 m im
Vorland- sowie 30 m im Bogenbereich
geplant und wird mit internen Spanngliedern
in Längs- und Querrichtung vorgespannt.
Die Entwurfsgeschwindigkeit im
Bereich der Brücke beträgt v e = 300 km/h
mit einem Gleisabstand in den Thüringer
Bauabschnitten von 4,50 m, als Oberbauart
ist die Feste Fahrbahn auf Brücken
vorgesehen. Die Bauart mit Fester Fahrbahn
stellt erhöhte Anforderungen an die
Verformungsbegrenzung des Bauwerks,
so dass bereits in der Entwurfsphase
umfangreiche Untersuchungen auch
hinsichtlich der dynamischen Beanspruchungen
erforderlich waren. Die Breite
der Brücke von Gesimsaußenkante zu
Gesimsaußenkante misst 14,10 m, auf
der Westseite bzw. Ostseite erhält das
Bauwerk in den Bereichen der ortsnahen
Lage eine 1 m bzw. 2 m hohe Schallschutzwand
als Maßnahme des aktiven Schallschutzes.
Die Gründungen erfolgen im angewitterten
bis unverwitterten Sandstein mit
Tonsteinzwischenlagen des Mittleren
und Oberen Buntsandsteins. Die Kastenwiderlager
mit vorgelagerten Aufl agerlisenen
und die Pfeiler zwischen den
beiden Tälern werden aufgrund der oberfl
ächennah anstehenden Felsschichten
fl ach gegründet, an den anderen Bauwerksachsen
ist eine Gründung mit Großbohrpfählen
vorgesehen. Aus gestalterischen
Aspekten erhalten die achteckigen
Pfeiler einen seitlichen Anzug von 70:1
und Vertiefungen in Form trapezförmiger
Nuten an den quer zur Brückenlängsachse
angeordneten Seiten.
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Die Ausführung der Kämpfergründung
wurde entsprechend den anstehenden
Felshorizonten in einem Verbau mit
Rückverankerung geplant. Der Bogen
wird als einzelliger Hohlkasten mit den
Außenabmessungen von 7,40 m × 6,50 m
am Bogenkämpfer und 5,90 m × 4,50 m
am Bogenscheitel ausgeführt. Diese
Abmessungen des Bogens sind dominierend
gegenüber der Konstruktionshöhe
des Überbaus mit 3,60 m, was sich im
Gesamteindruck des Bauwerks positiv
auswirkt. Mit diesen Abmessungen entsprechen
die Schlankheiten denen der Talbrücke
Froschgrundsee. Der Bogenstich
beträgt 63,40 m und damit das Verhältnis
f/l ca. 0,25.
Die Lagerung der Überbaus erfolgt auf
längs verschieblichen Punktkipplagern
mit Querfesthaltung in jeder Lagerungsachse,
die Festpunkte der Brücke in
Längsrichtung sind jeweils an den Widerlagern
und im Bogenscheitel angeordnet.
Aufgrund der Trassierung wurde eine im
Grundriss asymmetrische Bogenform gewählt:
Die Bogeninnenseite folgt einem
kleineren Radius als die Fahrbahnkrümmung,
die Bogenaußenseite liegt in einer
Geraden. Diese etwas ungewöhnliche
Form trägt zur Verringerung der Exzentrizität
des Bogens bei und reduziert somit
die Beanspruchungen hinsichtlich der
Torsion aus Eigengewicht.
Die NBS ist für die Streckenklasse D4
der DB Netz AG mit Radsatzlasten bis zu
22,50 t geplant. Die Eisenbahnbrücke
wird entsprechend für Eisenbahnlasten
nach DIN-Fachbericht 101 LM 71 und
SW/2 bemessen.
Die technischen Daten der Grümpentalbrücke
sind:
– Bauart: Spannbetonhohlkasten,
Durchlaufträgerkette, Bogenbrücke mit
aufgeständerter Fahrbahn
– Bauwerkslänge: 1.104 m
– Breite: 14,10 m
– Stützweiten: 43 m, 6 × 44 m, 9 × 30 m,
11 × 44 m, 43 m
– Bogenstützweite: 270 m
– Konstruktionshöhe: 3,60 m
– Bauhöhe: 4,525 m
2.3 Ausschreibung
Auf Grundlage des für die NBS bestehenden
Planrechts und der durch die DB
Netz AG genehmigten Entwurfsplanung
erfolgte Ende 2005 die Ausschreibung mit
Leistungsprogramm als Pauschalvertrag.
Hierzu wurde die Entwurfsplanung in Bezug
auf die neue Normung mit den DIN-
Fachberichten überarbeitet und fortgeschrieben.
Sondervorschläge waren nur in
den Grenzen der geltenden Planfeststellung
zulässig, alle Hauptabmessungen
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
8 Einbau von
Magerbeton in Achse 90
© Martin Schnellhardt
9 Betonieren des
Kämpfers in Achse 90
© Martin Schnellhardt
sowie die Brückenhauptform mussten
also beibehalten werden. Als Möglichkeiten
für die Herstellung der Überbauten
waren das Taktschiebeverfahren oder die
Errichtung mit Vorschubrüstung vorgegeben,
für die wirtschaftliche Herstellung
der Bögen kam aus Sicht des Auftraggebers
nur der Freivorbau in Betracht.
Um die Eingriffe in die Umwelt kurzfristig
zu kompensieren, wurden die trassennahen
Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen
mit ausgeschrieben. Oberbau, Feste
Fahrbahn, Oberleitung, Signaltechnik und
aktiver Schallschutz sind vorerst nicht
Bestandteil der Maßnahmen und werden
im Zuge der Realisierung des Oberbaus
umgesetzt.
Die Vergabe der Leistung erfolgte nach
europaweiter Ausschreibung im Februar
2006 ebenso wie die Vergabe der Bauüberwachungsleistungen.
Nach der
Übergabe des Baufeldes konnte mit den
Planungen und Bauarbeiten vor Ort begonnen
werden.
3 Bauausführung
Den Auftrag für die Grümpentalbrücke
erhielt die Firma Gerdum u. Breuer Bauunternehmen
GmbH in Fuldabrück. Für
die Baugruben der Kämpferfundamente
und die Errichtung des Bogens wurden
durch den Auftraggeber DB ProjektBau
GmbH Sondervorschläge angenommen,
die im Wesentlichen die Herstellung der
Kämpferbaugruben mit einem kreisrunden
Verbau aus überschnittenen Bohrpfählen
ohne Rückverankerung und die
Geometrie des Bogens umfassten. Die
Herstellung des Bogens der Grümpental-
brücke erfolgt nach Wahl der ausführenden
Firma mit Hilfsunterstützung (Betonhohlkastenquerschnitt)
in den Achsen der
Bogenpfeiler; mit einem abschnittsweise
verfahrbaren Traggerüst wurde der Bogen
in neun Abschnitten realisiert.
Im Bereich der Kämpfergründung stand
der tragfähige Fels in der Achse 80 erst in
ca. 20 m und in der Achse 90 in ca. 17 m
Tiefe an. Dies entsprach der erkundeten
Geologie. Nach dem erforderlichen Bodenaustausch
der weniger tragfähigen
Schichten mit Magerbeton begann 2007
die Herstellung des Kämpfers Achse 90
und der Pfeiler.
Nach Fertigstellung der nördlichen
Bogenbauabschnitte 1–4, von Achse
90 beginnend, erfolgt die Realisierung
der südlichen Abschnitte 5–8 und des
Schlussstücks, deren Länge sich nach den
im Grundriss 30 m voneinander entfernt
liegenden Hilfsstützen aus Stahlbeton
richtete. Nach dem Betonieren des ca.
42 m langen und in drei Betonierabschnitte
unterteilten ersten Bauabschnitts des
Bogens wurde das Traggerüst feldweise
umgesetzt, wobei das Ablassen mittels
Litzenhebern erfolgte, die auf den späteren
Anfängern der Bogenpfeiler aufl agen.
Bei der gewählten Bauweise war es erforderlich,
das Traggerüst nach dem vierten
Bauabschnitt im Talgrund um 180 ° zu
drehen, um den geometrischen Erfordernissen
der südlichen Bogenhälfte ab
Achse 80 gerecht zu werden. Im November
2009 wurde der Bogen geschlossen.
Die Überbauerstellung erfolgt mit einer
Vorschubrüstung vom Nordwiderlager
Achse 210 in Richtung südliches Wider-
46

47
lager Achse 10; die Länge der 24 Überbauabschnitte
beträgt 44–60 m. Vor dem
Herstellen des Überbaus im Bogenbereich
werden die Lager und Pressen an den
Hilfspfeilern freigesetzt, um das Eigengewicht
des Bogens zu aktivieren. Voraussetzung
für das Überfahren des Bogens
mit der Vorschubrüstung ist die dann
wiederhergestellte kraftschlüssige Verbindung
zwischen den Hilfsstützenlagern
und dem Bogen. Mittels bauzeitlicher
Lager und Pressen auf den Bogenpfeilern
wird danach der Überbau in Endlage
gefertigt, wodurch die bauzeitlichen
Beanspruchungen des Überbaus und
des Bogens minimiert werden können.
Erst nach Fertigstellung des Überbaus im
Bogenbereich werden die endgültigen
Lager angeordnet.
4 Ausblick
Die Grümpentalbrücke und die Talbrücke
Froschgrundsee werden nach ihrer Fertigstellung
die am weitesten gespannten
Eisenbahn-Betonbogenbrücken Europas
sein.
Autor:
Dipl.-Ing. Martin Schnellhardt
DB ProjektBau GmbH,
Erfurt
12 Visualisierung der Grümpentalbrücke
© Kinkel und Partner
Bauherr
DB Netz AG, Berlin
Auftraggeber
DB ProjektBau GmbH, Erfurt
Genehmigungsbehörde
Eisenbahn-Bundesamt, Erfurt
Entwurf
Obermeyer Planen + Beraten GmbH, München
Ausführungsplanung
Kinkel + Partner, Gesellschaft Beratender
Ingenieure GmbH, Neu-Isenburg
10 Bogenschluss und Überbauherstellung
© Frank Kniestedt
11 Ablassen der Bogenrüstung
© Martin Schnellhardt
Bauüberwachung
Leonhardt, Andrä und Partner, Beratende
Ingenieure VBI, GmbH, Erfurt
Ingenieurbüro Dipl.-Ing. H. Vössing GmbH, Erfurt
Güteprüfung
Güteprüfdienst der DB AG, Berlin
Prüfi ngenieur
Dr.-Ing. Heinrich Hochreither, Aschaffenburg
Bauausführung
GERDUM u. BREUER Bauunternehmen GmbH,
Fuldabrück
S Y M P O S I U M
© LAP
© COWI AS
BRÜCKENBAU | Februar 2010
BRÜCKEN
Planen. Überwachen. Erhalten.
Elbebrücke Schönebeck
Bauüberwachung
Grümpentalbrücke
Entwurfsplanung, Ausschreibung
Fehmarnbeltquerung
Entwurfsplanung
GEBÄUDE
VERKEHR
UMWELT
Verantwortung für alle
Bereiche der Bauplanung
www.opb.de

S Y M P O S I U M
Statische und dynamische Anforderungen
Mit Hochgeschwindigkeit über das Ilmtal
� � � von Peter Seitz, Manfred Förtsch, Eberhard Pitsch, Heinz Pircher
Im Zuge der Eisenbahnaus- und
-neubaustrecke Nürnberg–Erfurt–
Leipzig/Halle–Berlin wird derzeit
auch die Ilmtalbrücke errichtet, die
nach ihrer Fertigstellung die größte
aller Talquerungen in diesem
Abschnitt und zugleich die längste
Eisenbahnbrücke Thüringens sein
wird. Der nachstehende Beitrag
erläutert die Charakteristika des
Entwurfs sowie die statischen und
dynamischen Besonderheiten bei
ihrer Planung und Realisierung.
1 Einleitung
Im Zuge des Verkehrsprojektes Deutsche
Einheit (VDE) Nr. 8 Schiene, Aus- und
Neubaustrecke (NBS) Nürnberg–Erfurt–Leipzig/Halle–Berlin,
wird die als
VDE Nr. 8.1 be zeichnete 107 km lange
NBS Ebens feld–Erfurt errichtet. Sie ist
Teil einer der Nord-Süd-Verbindungen
in Deutschland und soll zusammen mit
den Nachbar ländern als eine transeuropä
ische Verbindung von Norditalien bis
Skandinavien ausge baut werden. Nach
Abschluss der Arbeiten und geplanter
Inbetrieb nahme 2017 wird die Fahrzeit
zwi schen München und Berlin bei Streckengeschwindigkeiten
bis zu 300 km/h
auf ca. 4 h reduziert.
In dem zu realisierenden Streckenabschnitt
(VDE 8.1) werden neben 22
Tunnels mit einer Länge von insge samt
41 km auch 29 Talbrücken mit einer Gesamtlänge
von 12 km gebaut. Mit einer
Einzellänge von 1.681 m ist die auf den
Tunnel Tragberg folgende Ilmtalbrücke die
größte aller zu erstellenden Tal brücken
und gleichzei tig die längste Eisenbahnbrücke
Thüringens. Mit einer Höhe bis zu
45 m überführt sie die im Grundriss von
einem Radius in die Gerade übergehende
zweigleisige Strecke über das östlich der
2 Bauwerksübersicht
© K+S Ingenieur-Consult GmbH & Co. KG
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
1 Brücke im Bau
© Adam Hörnig Baugesellschaft mbH & Co. KG
Stadt Langewiesen gelegene Ilmtal. Das
von einer breiten ebenen Form ge prägte
Tal verläuft im Süden fl ach zur Bundesstraße
B 88 und besitzt im Norden eine
sanft ansteigende Flanke. Weiterhin
werden die ehemalige Eisenbahnstrecke
Ilmenau–Großbreit enbach sowie mehrere
Fischteiche überquert.
2 Bauwerksentwurf
Um den technischen wie den landschaftsplanerischen
und gestalterischen Anforderungen
gerecht zu werden, wurde
als wirtschaftliche Lösung ein einzelliger
Spannbetonhohlkasten als Durchlaufträgerkette
gewählt, wobei der Überbau
in vier Abschnitte mit Längen von 336 m,
415 m, 459 m und 472 m unterteilt ist.
Um eine hohe Transparenz des Talraums
zu er reichen, wurden hierfür drei Stahlbetonbögen
angeordnet. Der zentral gelegene
Bogen Mitte mit einer Spannweite
von 155 m und einem Stich von rund 40 m
überbrückt dabei die Ilm. Entsprechend
der vorhandenen Topographie wurde für
den Bogen Nord eine Spannweite von
175 m bei einem Stich von 37,50 m und
für den Bogen Süd mit einer Spannweite
von 125 m ein Stich von 31 m konzipiert.
Für die dazwischenliegenden Pfeiler
wurde der nach DB-Rahmenplanung
übliche Pfeilerabstand von 44 m auf eine
Regelstützweite von 58 m vergrößert; die
maximale Stützweite im Anschluss an
den Bogen Mitte beträgt sogar 68 m. Die
Konstruktionshöhe des Überbaues misst
auf gesamter Bauwerkslänge konstant
5,00 m. Die in den Anschlussdämmen
ge gründeten Hohlkastenwiderlager mit
ihrer schlanken Seitenansicht runden das
gefällige Erscheinungsbild der Brücke ab,
was auch der ortsna hen Lage geschuldet
ist. Zum Schutz der benachbar ten
Bebauung werden auf der Westseite des
14,10 m breiten Überbaues durchgängig
eine 2,00 m hohe Lärmschutzwand sowie
in Teilbereichen eine 4,00 m hohe Wand
angeordnet.
48

49
Der Entwurf bietet als weiteren Vor teil,
dass mit den Bögen steife Ele mente zur
Abtragung der hohen Horizontallasten in
Brückenlängs richtung, wie Anfahren und
Brem sen, für die einzelnen Überbauabschnitte
geschaffen wurden und somit
massige und plump wirkende Festpfeilergruppen
vermie den werden konnten.
3 Unterbauten
Die Widerlager Süd und Nord werden als
begeh bare Kastenwiderlager hergestellt,
für die Bauwerksunterhaltung ist an der
Achse 10 eine Zufahrt vorgese hen. Im
Zuge der Bearbeitung der funktionalen
Ausschreibung wurden die Gründungsverhältnisse
für beide Widerlager angeglichen
und die Flachgründung des
Widerlagers Süd ebenfalls in den stabilisierten
Dammabschnitt hochgesetzt,
um die Bean spruchungen zu reduzieren
und den erforderlichen Erdbau für den
Übergangsbereich Widerlager–Strecke
zu optimieren.
Die Brückenpfeiler lassen sich abhängig
von ihrer Anordnung und Funktion statisch
zu folgenden Grup pen zusammenfassen:
– 14 Regelpfeiler,
– 13 Trennpfeiler,
– 16 Kämpferpfeiler,
– 16 Bogenständer.
We gen des erst mehrere Meter tief unter
Geländeoberfl äche anstehenden tragfähigen
Baugrundes werden mit Ausnahme
von vier Pfeilern alle mittels Bohrpfählen
tiefgegründet. Als konstruktiv problematisch
erwiesen sich insbesondere
die Köpfe der Regelpfeiler: Wegen der
vergrößerten Stützweiten und der daran
angepassten Überbauhöhe erge ben sich
wesentlich größere Lager- und Pressenlasten
als bei den üblichen 44-m-Feldern.
Um die Abmes sungen analog DB-Rahmenplanung
von 5,80 m in Brückenquer-
und 2,70 m in -längsrichtung beibehalten
zu können, werden moderne, hochbelastbare
Kalottenlager verwendet. Ferner
wurde der Überbau unten von 5,00 m
auf 5,40 m verbreitert und der Besichtigungstrog
auf ein zweckorientiertes Maß
verkleinert. Dadurch wurde es möglich,
die Lager sowie die in der Regel U-för mig
um sie herum angeordneten Pressen auf
dem verfügbaren Platz unterzubringen.
Statisch führte diese Lösung vor allem
zu Problemen bei der Lasteinleitung aus
Teilfl ächenpressung und bei der Lastweiterleitung
auf den Schaftquerschnitt,
so dass die Pfeilerköpfe mit Betonen
C40/50–C50/60 ausgeführt werden
mussten. Es ist anzumerken, dass man
sich hier sicherlich im Grenzbereich der
noch sinnvollen Umsetzung der Rahmenplanung
bewegt.
Die drei Bögen dürfen nicht unerwähnt
bleiben. Für den Bogen Süd galt es das
Problem zu lösen, dass er im Grundriss
eine Gerade beschreibt und der aufge-
3 Bogen mit Lehrgerüst
© K+S Ingenieur-Consult GmbH & Co. KG
ständerte Überbau im Radius von 7.000 m
verläuft. Durch ein Ausmitteln der Geraden
unterhalb des Kreisbogens und der
exzent rischen Anordnung der Bogenständer
– die äußeren sind nach rechts und die
inneren nach links gegenüber der Bogenachse
versetzt – ließ sich die unvermeidbare
Torsionsbean spruchung für den
Bogen auf ein Minimum reduzieren. Bei
den beiden anderen Bögen entfi el dieses
Problem, weil hier Überbau- wie Bogenachse
in der Geraden liegen. Die fl ache
und ebene Talform erlaubte es, für jeden
Bogen ein durchgängiges Lehrgerüst aufzustellen
und sie dann, ausgehend von
den Kämpfern, symmetrisch zum Scheitel
hin in mehreren Abschnitten zu er richten.
Der Querschnitt wird dabei immer in
zwei Abschnitten, zuerst Bodenplatte mit
Stegen und an schließend Deckenplatte,
betoniert. Durch die gewählte Bauweise
und die Steifi g keitsunter schiede zwischen
Traggerüst und vorhandenem
Querschnitt lässt es sich nicht vermeiden,
dass Letzterer den größten Teil der Frischbetonlast
der Decke aufnimmt. Um die
statischen Auswirkungen beurteilen zu
können, wurde für den Bauzustand daher
ein kombi niertes System aus Bogen und
Traggerüst untersucht.
S Y M P O S I U M
4 Bewehrung des Bogens
© Adam Hörnig Baugesellschaft
mbH & Co. KG
5 Pfeilerkopfausbildung
© K+S Ingenieur-Consult GmbH & Co. KG
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Die Bögen sind mittels der Kämpfer fl ach
gegründet. Für die Bögen Mitte und Nord
steht erst in 7–10 m Tiefe ausreichend
trag fähiger Fels an. Aus konstruktiver
Sicht erschien es nicht sinnvoll und wirtschaftlich
auch nicht vertretbar, einen
bewehrten Beton bis auf diese Gründungssohle
einzubringen. Somit musste
nach anderen Lösungen gesucht werden.
Und so hat man sich für eine Aufteilung
des Kämpfers in einen oberen bewehrten
Stahlbeton- und einen unteren unbewehrten
Magerbetonteil entschieden.
Im Weiteren ergab sich noch die Frage,
wie die hierfür nötige Bau grube gesichert
werden sollte, wobei sich eine überschnittene
Bohrpfahlwand als optimal herausstellte.
Um bei dieser Baugrubenhöhe
auf Anker verzichten zu können, ist eine
kreis förmige Geometrie ideal, die jedoch
im Widerspruch zur möglichst rechteckförmigen
Kämpfergründung steht. Zur
Ausführung gelangte nun ein korbbogenförmiger
Grundriss, welcher auf beide
Randbedingungen Rücksicht nimmt:
Somit konnten die bis zu 23 m langen und
21,50 m breiten Baugruben ohne Anker
mit Pfahldurchmessern von 1,20 m ausgeführt
werden, verbunden mit geringen
Nachteilen bei der An dienung, da ein Heranfahren
bis an die Baugrubenkante nur
an vorher genau defi nierten und auf der
Baustelle gekennzeichneten Bereichen
gestattet war.
4 Überbau
Der von Süden nach Norden hin ein konstantes
Gefälle von 12,50 ‰ aufweisende
Überbau wird durch vier Schienenauszüge
am Widerlager Süd in Achse 10, in den
Achse 130 und 190 sowie am Widerlager
Nord in Achse 250 in drei voneinander
unabhängige Abschnitte unterteilt; jene
Gliederung wurde für die statischen
Systeme des Endzustandes ebenfalls
beibehalten. Bei der Modellierung musste
beachtet werden, dass der über 700 m
lange Abschnitt von Achse 10–130 für
den Fall einer Überbauerneuerung in
zwei Durchlaufträger unterteilt ist, welche
mittels externer Spannglieder und
vertikal angeordneter Elastomerlager
an der Achse 70 miteinander verbunden
sind. Diese sogenannte Längskraftkopplung
ermöglicht die Übertragung von
Kräften in Brückenlängsrichtung, für
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
6 Kämpferbaugrube in Achse 210
© Adam Hörnig Baugesellschaft
mbH & Co. KG
7 Kämpferkonzeption
© K+S Ingenieur-Consult GmbH & Co. KG
vertikale Biegemomente wirkt sie jedoch
als Gelenk. Zur Aufnahme der horizontalen
und vertikalen Querkräfte sind
auf dem Pfeiler für jedes Überbauende
daher entsprechende Lager vorhanden.
Für jeden der drei Ab schnitte wurde ein
Gesamtsystem aus Pfeilern, Bögen und
Überbau modelliert. Dies erfolgte vor
allem im Hinblick auf das Zusammenspiel
zwischen Überbau und dem im Vergleich
dazu relativ weichen Bogen, denn nur
so ließen sich wirklichkeitsnahe Berechnungsergebnisse
erzielen.
Zur Herstellung des Überbaus wurde das
Taktschiebeverfahren gewählt, das unter
anderem den Vorteil einer kontinuierlichen
Fertigung im sogenannten Taktkeller
bietet. Bei der Umsetzung für die Ilmtalbrücke
ergaben sich bei der Planung
jedoch verschiedene Schwierigkeiten. So
musste Berücksichtigung fi nden, dass die
11 Schema der Bogenabspannung
© K+S Ingenieur-Consult GmbH & Co. KG
8 Überbau in Achse 190
© K+S Ingenieur-Consult GmbH & Co. KG
9 Trennfuge in Achse 190
© Adam Hörnig Baugesellschaft
mbH & Co. KG
10 Bewehrung im Taktkeller
© Adam Hörnig Baugesellschaft
mbH & Co. KG
50

51
Brücke im Grundriss von einem Radius im
Bereich Achse 10–130 über eine Klothoide
in eine Gerade übergeht. Die unterschiedlichen
Stützweiten zwischen Bogenständer
und Pfeilern bedeuteten zudem
eine besondere Heraus forderung bei der
Bestimmung der einzelnen Taktlängen,
zumal durch den Vorbauschnabel und
die Hub-Schub-Anlagen das maximale
Gewicht des zu schiebenden Überbaues
ebenfalls eingeschränkt war. Dies führte
dazu, dass zuerst der gerade Abschnitt
mit einem Teil der Klothoide auf einer Ersatzachse
vom nördlichen Widerlager her
einge schoben wurde und nach Versetzen
des Taktkellers zum Widerlager Süd von
dort aus der Bau des ge krümmten Bereiches
erfolgte; die hierdurch entstehende
Lücke im Übergangsbogens wird durch
feldweise Errichtung des Überbaus mit
einem bodengestützten Traggerüst geschlossen.
Neben den zwischen 15 m und 29 m
schwankenden Taktlängen musste bei
der Planung beachtet werden, dass für
jede Verschubrichtung jeweils zwei im
Endzustand voneinander getrennte
Durchlaufträger existieren. Dazu werden
die ein zelnen Überbauten im Bauzustand
durch im Querschnitt liegende
verbundlose Spannglieder zug- und
druckfest zusammengespannt, wobei
die Querkraftübertragung durch eine
entsprechende Verzahnung der Überbauenden
gewährleistet ist. Nach Erreichen
der planmäßigen Endlage werden die
Spannglieder dann wieder gelöst und die
einzelnen Überbauabschnitte mittels
horizontal dazwischenliegender Pressen
über ihren jeweiligen Längsfestpunkt
im Bogenscheitel ausgerichtet. Nicht
weniger Kopfzerbrechen bereitete das
Überschieben der Bögen: Durch die unsymmetrische
Belastung beim Auffahren
auf den Bogen treten für diesen unverträgliche
Beanspruchungen auf, so dass
Zusatzmaßnahmen ergriffen werden
mussten. Die Überlegung, das Traggerüst
bis zur abschließenden Bogenüberfahrt
(symmetrische Belastung!) stehen zu
lassen oder durch Hilfsstützen in den
Ständerachsen zu ersetzen, wurde aus
Kostengründen verworfen. Als optimale
Lösung kristallisierte sich heraus, die
un symmetrische Belastung durch Herunterspannen
des Bogens auf der gegenüberliegenden
Seite zu kompen sieren.
Für jeden Verschubzustand wurden daher
die erforderlichen Abspannkräfte und
Verformungen vor, während und nach
dem Schie ben ermittelt. Die auftretenden
Bogenverformungen werden durch höhenverstellbare
Verschiebelager so ausgeglichen,
dass die Unterkante des Überbaus
immer auf Soll höhe bleibt; während
des Schiebevor gangs muss die Ein haltung
der Kräfte und Verformungen auf der
Baustelle kontinuierlich kontrolliert und
gegebenenfalls korrigiert werden.
5 Dynamik
Bereits durch die Ausschreibung wurde
festgelegt, dass die Ilmtal brücke dynamisch
zu untersuchen ist. Diese Anforderung
steht in Übereinstimmung mit
der Richtlinie 804 »Eisenbahnbrücken:
Dynamische Effekte bei Resonanzrisiko«
der Deutsche Bahn AG, welche die
einschlägigen Eurocodes ergänzt und
unter anderem verlangt, dass für Brücken
mit einer Entwurfsgeschwindigkeit von
mehr als 200 km/h eine dynamische
Berechnung durchgeführt werden muss.
Eurocode und Richtlinie 804 defi nieren
auch die generelle Vorgehensweise und
die verschiedenen Anforderungen an eine
solche dynamische Berechnung.
Die dynamische Berechnung soll zeigen,
ob aus der Wechselwirkung zwischen
dem fahrenden Hochgeschwindigkeitszug
und dem Tragwerk weitergehende
Anforderungen an die Bemessung resultieren.
Dazu sind Berechnungen zur Simulation
der Überfahrten für die Zugkonfi -
gurationen HSLM A1–A 10 nach Eurocode
1998/2 vorzunehmen und entsprechend
auszuwerten.
12 Lastbild für HSLM-Züge
© IT Services in Civil Engineering
S Y M P O S I U M
Bei der Auswertung der Rechenergebnisse
ist zu überprüfen, ob die vertikale
Beschleunigung des Tragwerkes im Bereich
der Gleise unter dem für die »Feste
Fahrbahn« vorgeschriebenen Grenzwert
von 5 m/s² bleibt. Außerdem ist zu untersuchen,
ob die Schnittkräfte, die sich
unter Berücksichtigung der baudynamischen
Effekte für diese Überfahrten
ergeben, unterhalb jener Werte bleiben,
die im Rahmen der üblichen statischen
Berechnung für die LM71 (Lastmodelle
unter Benutzung eines »dynamischen
Beiwertes«) ermittelt wurden.
Für das vorliegende statische System
ergibt sich eine Vielzahl von Eigenfrequenzen
für Biegung, Torsion und Längsverschiebung
der verschiedenen Trägerstützweiten,
des Bogens, der Stützen
und der Bogenständer. Es ist daher nicht
möglich, die dynamische Berechnung
auf einzelne »Resonanzgeschwindigkeiten«
einzuschränken, somit notwendig,
tatsächlich den gesamten Geschwindigkeitsbereich
mit einer ausreichend engen
Schrittweite von 5 km/h zu erfassen. Für
jede der zehn HSLM-A-Konfi gurationen
sind also ca. 50 Zugüberfahrten zu simulieren
und aus den Resultaten dieser
insgesamt ca. 500 Zugüberfahrten für
alle relevanten Daten (Beschleunigung,
Schnittkräfte, Verformungen) die maximalen
und minimalen Werte zu ermitteln.
Die Verwendung der für die Bearbeitung
derartiger Berechnungsprobleme sonst
üblichen Verfahren (Zeitschrittberechnung
auf Basis expliziter oder impliziter
Differenzenmethode) würde für die
Simulation einer einzelnen Zugüberfahrt
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Rechnerzeiten in der Größenordnung von
ca. 0,50 h bedeuten, und die Gesamtberechnung
für alle 500 Überfahrten wäre
in der Größenordnung von ein bis zwei
Wochen kaum mehr praktikabel. Daher
wurde auf ein alternatives Verfahren
zurückgegriffen, das bereits für ca. 200
Brücken der österreichischen »Westbahn«
Wien–Salzburg mit großem Erfolg
zum Einsatz kam. Hierbei wird zunächst
die Überfahrt einer einzelnen Achslast
betrachtet. Die Lösung für diese einzelne
Last gilt dann für alle Achslasten des
Lastenzuges, wobei das Gesamtergebnis
durch Überlagern der immer gleichen
Basislösung für alle Achsen des Zuges
gebildet wird – mit der jeweils gültigen
Zeitverschiebung, die sich aus Achsabstand
und Fahrgeschwindigkeit ergibt.
Die Basislösung für die einzelne Achslast
wird nach den Prinzipien der »modalen
Analyse« berechnet. Dabei werden zunächst
im ersten Schritt die relevanten
Eigenfrequenzen mit den zugehörigen
Eigenschwingformen ermittelt und ein
äquivalenter Ein-Mas se-Schwinger (EMS)
zugeordnet. Für die zeitabhängige Belastung
des EMS muss das Vektorprodukt
aus Eigenschwingform und Last (Achslast
in ihrer jeweiligen Position) gebildet
werden. Die Eigenschwingform wird
feldweise als Summe von einigen wenigen
Sinusfunktionen dargestellt, wobei
deren Koeffi zienten durch eine einfache
Ausgleichsrechnung bestimmt werden.
Mit dieser algebraischen Darstellung der
Eigenschwingform ergibt sich eine analoge
Formulierung der Lastfunktion und
in der Folge eine einfache algebraische
Darstellung (Summe über mehrere Sinusfunktionen)
der Lösungsfunktion für die
Differentialgleichung, die das zeitabhän-
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
13 Bogen Mitte: Träger-Biegeschwingung bei 0,887 Hz
© IT Services in Civil Engineering
14 Bogen Mitte: Träger-Biegeschwingung bei 1,911 Hz
© IT Services in Civil Engineering
15 Bogen Nord: Träger-Biegeschwingung bei 5,831 Hz
© IT Services in Civil Engineering
16 Bogen Nord: Träger-Biegeschwingung bei 2,610 Hz
© IT Services in Civil Engineering
17 Bogen Mitte:
Querbiegung und Torsion bei 1,320 Hz
© IT Services in Civil Engineering
gige Verhalten des EMS beschreibt. Die
Lösung für den EMS erlaubt wiederum
die Gesamtlösung für die Zugüberfahrt
durch einfache Summenbildung. Und aus
der Zusammenfassung aller verwendeten
Eigenfrequenzen entsteht das Resultat
für die einzelne Achslast und daraus das
für den Zug.
Dieses Verfahren hat gegenüber den
sonst verwendeten Zeitschrittverfahren
zwei Vorteile:
1. Die geschlossene analytische Darstellung
vermeidet alle Unsicherheiten
und Ungenauigkeiten, die sich bei der
Differenzenmethode aus der Wahl des
Zeitschrittes ergeben.
2. Die geschlossene analytische Darstellung
reduziert die extremen Rechenzeiten
der Differenzenmethode bis zu
einem Verhältnis von 1:500.
Eine genaue Beschreibung fi ndet sich in
[6] und [8].
Die Eigenfrequenzen wurden mit dem
Programmsystem Sofi stik ermittelt, die
Berechnung der Zugüberfahrten und die
Auswertungen mit dem HSRDyn von IT
Services in Civil Engineering, Dr. H. Pircher,
Graz, durchgeführt, das als »Zusatzanwendung«
für Microsoft Excel konzipiert
ist. Die Aufbereitung der Rechenergebnisse
inklusive graphischer Darstellung
kann somit mit den dort verfügbaren
Standardfunktionen erfolgen.
52

53
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
Av [mm/sec2]
Ergebnis Nr. 3
Zeitdiagramm für Überfahrt
Zug: HSLM-A10 V= 285,0 km/h
110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360
1000
-900
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
v [ m/sec2]
Ergebnisgruppe 1 Av Feld 1
Ilmtalbrücke, Bogen Nord V4 Hüllkurven
Züge HSLM-A 1 (1) bis HSLM-A10 (10) V von 120,0 bis 360,0 km/h
Die Berechnung wurde für die Teilsysteme
»Bogen Nord«, »Bogen Mitte« und
»Bogen Süd« vorgenommen, wobei jedes
von ihnen ca. 2.000 Freiheitsgrade hat. Es
ließ sich nachweisen, dass die vorliegende
Bemessung der Ilmtalbrücke die verschiedenen
Anforderungen erfüllt, die sich aus
den gültigen Vorschriften bezüglich des
dynamischen Verhaltens, insbesondere
der Richtlinie 804, ergeben. Im Einzelnen
wäre zu bemerken:
Die maximalen Ergebniswerte für die
vertikale Beschleunigung bleiben mit
ca. 1 m/s² deutlich unter dem zulässigen
Grenzwert von 5 m/s². Der Hauptgrund
für das sehr günstige Verhalten liegt
darin, dass der Hohlkastenquerschnitt
genug Masse besitzt, um Vertikalschwingungen
auch im Resonanzfall klein zu
halten. Außerdem führt der Unterschied
zwischen den Stützweiten der Randfelder
und der geringeren Stützweite über den
Bögen zu verschiedenen Eigenfrequenzen
der einzelnen Schwingungsformen des
Biegeträgers, die sich bei gleichzeitiger
Anregung durch einen längeren Zug
gegenseitig stören.
18 Bogen Nord: Zeitdiagramm für
die vertikale Beschleunigung
© IT Services in Civil Engineering
19 Bogen Nord:
Hüllkurven für alle Züge
© IT Services in Civil Engineering
Aus denselben Gründen sind auch die
Biegemomente des Trägers wesentlich
kleiner als die für die LM71-Belastung. Die
dort ausgewiesenen Schnittkräfte und
die darauf beruhende Bemessung decken
daher alle Belastungssituationen ab, die
im Rahmen der dynamischen Berechnung
zu untersuchen waren.
Der Träger ist auf den Stützen und auf
den Bogenständern durchwegs mit Gleitlagern
gelagert, die Längskräfte werden
in den Bogenscheiteln auf die Bögen
übertragen und über diese zu den Bogenkämpfern
abgeleitet. Daher werden im
Rahmen der statischen Berechnung nur
vertikale Aufl agerkräfte in die Stützen
und Bogenständer eingeleitet, wenn man
von den geringen Lagerreibungskräften
absieht; in der Folge gibt es also keine
nennenswerte Biegebeanspruchung in
den Stützen. Im Gegensatz dazu zeigt die
dynamische Berechnung, dass der fahrende
Zug lokale Schwingungen der Bogenständer
und der Kämpferstützen anregt,
etwa im Sinne eines unten eingespannten
Kragarmes. Voraussetzung für die
Anregung einer solchen Schwingungsform
ist, dass die zugehörige Schwingungsfi
gur Vertikalkomponenten der
Fahrbahn in ausreichender Größenord-
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Bridge Design
Project Massetal Railway Bridge,
Germany
Engineering Obermeyer,
SSF Engineers, Büchting+Streit
Project Khor Al Batah Bridge, Sur,
Sultanate of Oman
Engineering Schlaich Bergermann &
Partners
Project Paserelle des deux Rives,
Strasbourg – Kehl, France – Germany
Engineering Büchting+Streit,
LAP Leonhardt Andrä & Partner
Project Saadiyat Bridge, Abu Dhabi
Engineering K+S Ingenieur-Consult
www.sofi stik.com
BRÜCKENBAU | Februar 2010

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nung enthält, was bei allen drei Teilsystemen
für mehrere Eigenfrequenzen der
Fall ist. Je nach dem Verhältnis zwischen
den Eigenfrequenzen des Bogens und der
lokalen Schwingungen der Stützen, der
Fahrgeschwindigkeit des Zuges und der
Waggonlänge werden jene Schwingungsformen
zwischen 2 Hz und 6 Hz mehr
oder weniger stark angeregt. Die größten
Biegemomente entstehen dabei immer
an der Einspannstelle der Ständer bzw.
Kämpferstützen am Bogen.
Die Biegemomente aus der statischen
Berechnung für die LM71-Lasten sind
nur bedingt vergleichbar, weil der oben
beschriebene Effekt von ihr naturgemäß
nicht erfasst wird: Sie entstehen in erster
Linie aus Effekten der Theorie II. Ordnung,
sind aber in einer ähnlichen Größenordnung
wie die Werte, die sich aus der dynamischen
Berechnung ergeben und bei der
Bemessung der Einspannstelle und beim
Dauerfestigkeitsnachweis zu berücksichtigen
sind. Der oben beschriebene Effekt
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
-20.000
-15.000
-10.000
-5.000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
-400
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
0
5.000
10.000
15.000
A 130 A 140 A 150 A 160 A 170 A 180 A 190
20 Bogen Mitte:
Momentenhüllkurven für den Träger
© IT Services in Civil Engineering
1400
KNm] Ilmtalbrücke, Bogen Mitte
Zeitdiagramm für Überfahrt:
Zug 2 HSLM-A 2 V= 285,0
22 Bogen Mitte: Zeitdiagramm
für die Einspannmomente
© IT Services in Civil Engineering
Ergebnis Nr.5 M Kn/El 5040 cod
Ei Ergebnis Nr.10 M Kn/El 5100 co
-10.000
-15.000
-20.000
-25.000
0 20 40 60 80 100 120 140 1
110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
mm]
Ergebnisgruppe 8 Ux A161-167
Ilmtalbrücke, Bogen Mitte Hüllkurven
Züge HSLM-A 1 (1) bis HSLM-A10 (10) V von 120,0 bis 360,0 km/h
23 Bogen Mitte: Hüllkurven für die
horizontale Auslenkung der Ständer
© IT Services in Civil Engineering
führt zudem zu relativ großen horizontalen
Auslenkungen der Stützenköpfe in
Längsrichtung, was bei Auslegung und
Spezifi kation der Gleitlager zu beachten
ist.
Die Biegemomente und Normalkräfte der
Bögen sind ebenfalls durchwegs kleiner
als die Schnittkräfte für die LM71-Belastung
aus der statischen Berechnung. Die
dort ausgewiesenen Schnittkräfte und
die darauf beruhende Bemessung der Bögen
decken daher alle Belastungssituationen
ab, die im Rahmen der dynamischen
Berechnung zu untersuchen waren.
Nachfolgend werden einige charakteristische
Eigenschwingformen gezeigt:
Die niedrigste Eigenfrequenz, die einer
Träger-Biegeschwingung mit unsymmetrischer
Bogenverformung zugeordnet ist,
misst für das Teilsystem »Bogen Mitte«
0,887 Hz, mit symmetrischem Bogen
hingegen 1,911 Hz. Der Maximalwert
für die vertikale Beschleunigung tritt
beim »Bogen Nord« im Viertelpunkt des
ersten Feldes bei der Überfahrt des Zuges
HSLM-A10 mit 285 km/h auf. Diese Geschwindigkeit
ergibt für die Wagenlänge
von 27 m eine Fahrzeit von 0,341 s; das ist
genau die doppelte Periode der Frequenz
5,831 Hz.
25.000
20.000
Achse 160
15.000
10.000
5.000
0
-5.000
Achse 161
Achse 163 Achse 165
Achse 162
Achse 166
Distanz vom Bogenanfang [m]
Achse 167
21 Bogen Mitte:
Momentenhüllkurven für den Bogen
© IT Services in Civil Engineering
Achse 1
Schwingungsformen, welche von den
Kragarmschwingungen der Ständer
dominiert werden, enthalten neben Komponenten
der Bogenverformung auch
vertikale Verformungen der Fahrbahn
und werden daher vom fahrenden Zug
angeregt. Dies führt, wie bereits erwähnt,
zu Biegemomenten an der Einspannstelle
und zu Relativverschiebungen an den
Gleitlagern am Pfeilerkopf.
Querbiegung und Torsion sind bei allen
dafür relevanten Schwingungsformen
miteinander gekoppelt. Solche Schwingungsformen
enthalten für die exzentrisch
im Querschnitt angeordneten Gleise
Vertikalkomponenten und müssen daher
in der Berechnung berücksichtigt werden.
Bei allen drei Teilsystemen sind im Frequenzbereich
bis 10 Hz ungefähr 100 Eigenfrequenzen
aufgetreten, für die eine
Berechnung durchgeführt wurde. Die
Elimination nicht relevanter Eigenfrequenzen
erfolgte dann automatisch und
individuell für jedes Einzelergebnis.
54

55
Die Simulation der Zugüberfahrten
basiert auf den errechneten Eigenfrequenzen
und -schwingformen: Für jede
Zugüberfahrt können für Einzelergebnisse
Zeitdiagramme dargestellt werden,
Maximal- und Minimalwerte werden
dabei als »Hüllkurve« abgebildet und die
Extremwerte aus allen simulierten Überfahrten
zu Gesamthüllkurven ausgewertet.
Nachfolgend sind einige charakteristische
Beispiele zusammengestellt:
Entsprechend den verschiedenen Waggonlängen
der einzelnen Züge ergibt sich
für jeden Zug eine andere Resonanzgeschwindigkeit,
der größte Wert dabei für
den Zug HSLM-A10 bei 285 km/h.
Nach 2 s befi ndet sich das Triebfahrzeug
über dem Bogenkämpfer. Die jetzt folgende
unsymmetrische Belastung regt
eine Schwingung mit großer Horizontalkomponente
und 0,880 Hz an. Sie bleibt
so lange ungefähr stationär, bis nach ca.
5 s das Ende des Zuges den Bereich über
dem Bogen verlässt und wieder eine kurze
Phase mit unsymmetrischer Belastung
verursacht.
Zusertalgasse 5, A-8010 Graz
Tel.: +43 - 6 50 - 6 92 09 09
E-Mail: heinz.pircher@inode.at
Autoren:
Dipl.-Ing. Peter Seitz
Dipl.-Ing. (FH) Manfred Förtsch
Dipl.-Ing. (FH) Eberhard Pitsch
K+S Ingenieur-Consult GmbH & Co. KG, Nürnberg
Dipl.-Ing. Dr. techn. Heinz Pircher
IT Services in Civil Engineering Dr. H. Pircher, Graz,
Österreich
Literatur
[1] Eurocode EN 1990-A1, Annex 2.
[2] Eurocode EN 1991-2.
[3] DB-Richtlinie 804 (Modul 804.3301): Eisenbahnbrücken.
Dynamische Effekte bei Resonanzrisiko.
[4] Technical specifi cation for interoperability
relating to the infrastructure subsystem of
the Trans-European high-speed rail system.
[5] Clough R., Penzien J.: Dynamics of Structures.
CSI Computers and Structures Inc. 1995.
[6] Pircher H.: Analytische Zeitintegration und
Modale Analyse. Dissertation, Technische
Universität Graz, 2006.
[7] Pircher H., Stadler C.: Dynamic Investigations
at Austrian Westbahn. IABSE-Symposium
2006.
[8] Pircher, H., Stadler, C., Glatzl, J., Seitz, P.: Dynamische
Berechnung von Eisenbahnbrücken
im Zuge von Hochgeschwindigkeitsstrecken;
in: Bautechnik (86), Heft 1, 2009.
[9] Fink, J., Mähr, T.: Vergleich und Beurteilung unterschiedlicher
Lastmodelle für die Ermittlung
der dynamischen Antwort von Zugüberfahrten
über Brücken bei Hochgeschwindigkeitsverkehr;
in: Stahlbau (78), Heft 10, 2009.
Waldaustraße 13, D-90441 Nürnberg
Tel.: +49 - 9 11 - 6 27 93 - 0
Fax: +49 - 9 11 - 6 27 93 - 10
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Bauherr
Deutsche Bahn AG
vertreten durch die
DB ProjektBau GmbH, Regionalbereich Südost,
Erfurt
Entwurf
Obermeyer Planen + Beraten GmbH, Erfurt
Ausführungsentwurf und Tragwerksplanung
K+S Ingenieur-Consult GmbH & Co. KG, Nürnberg
Tragwerksplanung Pfeiler
Adam Hörnig Baugesellschaft mbH & Co. KG,
Aschaffenburg
Genehmigungsbehörde
Eisenbahn-Bundesamt, Außenstelle Erfurt
Prüfi ngenieur
Dr.-Ing. Hans-Peter Andrä M.Sc., Berlin
Bauausführung
Adam Hörnig Baugesellschaft mbH & Co. KG,
Aschaffenburg
Baudynamik JV
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Gesamtplanung
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Web: http://www.ks-ingenieurconsult.de
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BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Vier besondere Talquerungen als Beispiele
Großbrücken und ihre Herstellungsverfahren
� � � von Manfred Becker
Am Beispiel der im Zuge der Bundesautobahn
A 38 Göttingen–Halle/
Leipzig realisierten Friedetalbrücke,
der im Rahmen des sechsstreifi gen
Ausbaus der Bundesautobahn A 3
bei Waldaschaff zu errichtenden
Kauppenbrücke sowie der beiden
auf der Eisenbahnneubaustrecke
Ebensfeld–Erfurt liegenden ÜberführungsbauwerkeGrümpentalbrücke
und Talbrücke Weissenbrunn
beschreibt dieser Beitrag die Charakteristika
bei der Herstellung von
Großbrücken, und zwar vom Entwurf
bis zum gewählten Bauverfahren.
1 Friedetalbrücke
1.1 Einleitung
Die Friedetalbrücke war eine der letzten
Straßenbrücken der Verkehrsprojekte
Deutsche Einheit. Sie überführt die
Bundesautobahn BAB A 38 von Bau-km
51+235 bis Bau-km 51+720 über das Friedetal.
Kennzeichnend für ihre Errichtung
waren schwierige Gründungsverhältnisse
und eine kurze Bauzeit. Am 22. Dezember
2009 wurde dieser Abschnitt dem Verkehr
übergeben.
1.2 Bauwerksentwurf
Die Friedetalbrücke liegt am südlichen
Rand über dem Schachtfeld Sollstedt des
gleichnamigen ehemaligen Kalibergwerkes.
Der in Tiefen zwischen 600 m
und 800 m umgegangene Kalisalzabbau
wurde 1990 eingestellt, Folgeerscheinungen
sind anhaltende Einsenkungen
der Geländeoberfl äche über den Grubenfeldern
sowie seismische Ereignisse
infolge plötzlichen Spannungsabbaus im
Deckgebirge. Die Bergsenkungsprozesse
wirken sich an der Oberfl äche in Form von
sehr fl achen Mulden aus, wobei es sich
um weiträumige, langsam ablaufende
Bewegungen handelt.
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
1 Trassenführung
© Kinkel + Partner
2 Entwurfsplanung: Grundriss
© Kinkel + Partner
3 Entwurfsplanung: Ansicht
© Kinkel + Partner
4 Entwurfsplanung: Querschnitt
© Kinkel + Partner
56

57
Im Untergrund stehen Festgesteinsformationen
des Oberen und Mittleren
Buntsandsteins in Form von Wechsellagerungen
aus Ton-, Schluff-, Gips- und
Sandstein an. Die Gipse im Oberen Buntsandstein
unterliegen der Auslaugung,
so dass am Bauwerkstandort zusätzlich
einerseits mit sehr langsamen, fl ächenhaften
und andererseits mit plötzlichen,
örtlich begrenzten Geländeeinsenkungen,
sogenannten Erdfällen, gerechnet
werden muss, die laut Baugrundgutachten
mit einem maximalen Durchmesser
von 4,00 m anzunehmen sind.
Die Ausschreibung sah einen einteiligen
Verbundquerschnitt vor, der als Durchlaufträger
mit den Stützweiten 55 m,
65 m, 80 m, 135 m, 90 m und 65 m bei
einer konstanten Konstruktionshöhe
von 5,42 m mit einer Nutzbreite von
29,50 m in einem Radius von 1.600 m das
Tal durchquert. Die Gründung sollte auf
Bohrpfählen mit d = 1,50 m und Längen
bis zu 58 m erfolgen.
Die Lager waren nachstellbar geplant,
und es waren horizontale Baugrundbewegungen
bis zu 1 cm in Brückenquer-
und bis zu 18 cm in Längsrichtung sowie
Stützensenkungen von 5 cm zu berücksichtigen.
Um bei Erdfall eine Überbeanspruchung
der Pfähle durch negative
Mantelreibung zu verhindern, wurden
Bohrpfähle mit Mantelrohren aus Stahl
ausgeschrieben. Das Stahlrohr sollte als
Korrosionsschutz eine bitumenverträgliche
Epoxid-Dickbeschichtung (Gesamtdicke
570 μm) sowie eine Beschichtung
auf bituminöser Basis erhalten, die als
Gleitschicht zwischen dem Pfahl und der
Ringraumverpressung bzw. dem Boden
wirken sollte, um die Mantelreibung zu
minimieren. Als zusätzliche Sicherheit
war bei der Pfahlbemessung ein Abrostungszuschlag
von 6 mm einzurechnen.
5 Längsschnitt
© Kinkel + Partner
1.3 Nebenangebot
Das Nebenangebot sieht zwei grundlegende
Änderungen gegenüber dem
Amtsentwurf vor:
1. Herstellung von zwei getrennten
Überbauten in Spannbetonbauweise
im Freivorbau sowie abschnittsweise
auf Lehrgerüst,
2. Gründung unter Berücksichtigung der
negativen Mantelreibung aus Erdfall.
Für die Gründung werden zwei Bereiche
des Baugrunds unterschieden. In den
Achsen 10, 20, 30 und 70 liegt der Gips
ungestört und ohne Auslaugungserscheinungen
vor, so dass die Gründung hier
als »tiefgelegte Flachgründung« erfolgt:
Jeweils zwölf Pfähle mit d = 1,20 m tragen
die Lasten in den Pfeilerachsen fl ächig
über Spitzendruck in den Baugrund ab,
die Widerlager werden auf 21 bzw. 22
Pfählen mit d = 1,20 m gegründet. In den
Achsen 30–60 wird der auslaugungsgefährdete
Gips durchstoßen und die
Gründung fi ndet im tragfähigen Buntsandstein
statt. Die Pfähle werden so
bemessen, dass eine eventuelle negative
Mantelreibung zusätzlich zur Bauwerkslast
aufgenommen werden kann. Um ein
Auslaufen des Betons, beispielsweise in
Kavernen beim Herstellen der Pfähle, zu
verhindern, werden diese mit einem strapazierfähigen
Gewebeschlauch (Bullfl ex)
umgeben; ein Großversuch bestätigte
die Eignung des gewählten Materials.
Die Herstellung der Pfähle mit d = 1,80 m
erfolgt mittels Rohrdrehmaschine und
Greifer.
S Y M P O S I U M
6 Regelquerschnitt
© Kinkel + Partner
7 Pfahlbewehrung mit Bullfl ex-Schlauch
© Kinkel + Partner
8 Großversuch mit Bullfl ex-Schlauch
© Kinkel + Partner
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
11 Überbauabschnitte
© Kinkel + Partner
9 Achse 50 mit Hilfspfeilerscheiben
© Kinkel + Partner
Das Nebenangebot beinhaltet zudem
Stützweiten von 45 m, 65 m, 90 m, 165 m,
85 m und 32 m. Die Bauhöhe über den
Hauptachsen beträgt maximal 8,50 m, im
Bereich der Feldmitten verringert sie sich
auf 3,50 m; die vorgesehenen Kalottenlager
entsprechen dem Amtsentwurf.
Die Vorspannung des Bauwerks erfolgt
mittels gerade geführter Spannglieder
mit 19 Litzen, St 1660/1860 in Bodenplatte
und Fahrbahnplatte sowie umgelenkter
externer Spannglieder mit 16 Litzen
St 1570/1770, die nach der Fertigstellung
der Überbauten eingezogen und in Lisenen
verankert werden.
1.4 Bauverfahren
Die Friedetalbrücke mit den geänderten
Stützweiten wird zwischen den Achsen
10–30 und 60–70 abschnittsweise auf
Lehrgerüst errichtet, der Freivorbau mit
insgesamt vier Gerüsten parallel von den
Achsen 40 und 50 ausgeführt. Die Abschnittslänge
der Freivorbauabschnitte
variiert zwischen 3,75 m im Bereich der
Hauptachsen und 5,00 m in den Feldmitten.
Die Herstellung erfolgt im Wochentakt
für jeweils vier Abschnitte gleichzeitig,
wobei 15 Freivorbauabschnitte plus
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
ein Schlussstück zu den Vorlandbereichen
sowie 16 Abschnitte plus ein Schlussstück
zur Bauwerksmitte vorgesehen sind. Der
Lückenschluss ist zunächst zum Vorland
geplant, danach wird das Bauwerk in der
Mitte geschlossen. Bauzeitig werden im
Bereich der Achsen 40 und 50 Hilfspfeilerscheiben
angeordnet, die rahmenartig
mit dem Überbau verbunden sind und die
Kippsicherheit im Bauzustand gewährleisten.
Bauherren
Bundesrepublik Deutschland
Freistaat Thüringen
vertreten durch die
DEGES Deutsche Einheit
Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH,
Berlin
Entwurfsbearbeitung
Schüßler-Plan Consult GmbH, Berlin
Ausführungsplanung
Kinkel + Partner Gesellschaft Beratender
Ingenieure mbH, Neu-Isenburg
Prüfi ngenieur
Prof. Dr.-Ing. Reinhard Maurer, Leipzig
10 Freivorbau in Achse 40 und 50
© Kinkel + Partner
Bauausführung
GERDUM u. BREUER Bauunternehmen GmbH,
Fuldabrück
2 Kauppenbrücke
2.1 Einleitung
Bei der Bundesautobahn A 3 Frankfurt–
Nürnberg wird von der Anschlussstelle
Hösbach Richtung Nürnberg ein 7,30 km
langer, sechsstreifi ger Ausbau vorgenommen,
in dessen Rahmen auch der Neubau
der Kauppenbrücke bei Bau-km 227 +
540,071 im Bereich Waldaschaff erfolgt.
Dort rückt die neue Trasse bis zu 300 m
von der alten Fahrbahn ab, um die Anwohner
vor dem Verkehrslärm zu schützen.
Zusätzlich werden 3,50 km lange
Lärmschutzwände und -wälle errichtet
und auf 2,40 km Länge ein lärmmindernder,
offenporiger Asphalt eingebaut.
58

59
12 Ausbau der Bundesautobahn A 3
© Kinkel + Partner
13 Neuer Trassenverlauf
© Kinkel + Partner
2.2 Bauwerksentwurf
Es handelt sich um eine Spannbeton-Balkenbrücke
als Durchlaufträger über sieben
Felder mit den Stützweiten 52,75 m,
65 m, 80 m, 95 m, 80 m, 65 m und 52,75 m
bei einer Gesamtlänge von 490,50 m. Der
Querschnitt besteht aus einzelligen Hohlkästen
mit zwei getrennten Überbauten
bei einer Gesamtbreite einschließlich
Kappen von 37,50 m. Die Konstruktionshöhe
beträgt 5,30 m.
14 Querschnitt
© Kinkel + Partner
Alle Unterbauten werden mit Großbohrpfählen
in hartem Granodiorit gegründet.
Die Widerlager kommen als kastenförmige,
begehbare Hohlkörper mit Wartungsgang
zur Ausführung. Die Pfeiler
sind massiv, werden in die Fundamente
eingespannt und besitzen eine »Knochenform«.
Für den Überbau ist ein längsvorgespannter
Kastenträger vorgesehen, konzipiert
für die Herstellung im Taktschiebeverfahren
mit Anordnung von Hilfsstützen
in den Feldern 3, 4 und 5. Die Übergänge
werden als mehrschläuchige regelgeprüfte
Übergangskonstruktionen gemäß TL/
TP-Fü 92 mit einer Geräuschminimierung
im Fahrbahnbereich realisiert. Die Lagerung
auf den Pfeilern und Widerlagern
erfolgt mittels Kalottenlagern, wobei die
Achsen 3 und 4 jeweils ein festes und ein
einseitig querbewegliches Kalottenlager
erhalten.
15 Längsschnitt
© Kinkel + Partner
S Y M P O S I U M
2.3 Nebenangebot
Stützweiten, Überbauquerschnitt und
Bauverfahren bleiben gegenüber dem
Verwaltungsentwurf unverändert,
ebenso die Standorte der Hilfsstützen.
Abgewandelt wurden hingegen die
Spannstahlgüte in St 1660/1860, das
Vorspannkonzept, die Überbaulagerung
und die Pfeilerform.
Das geänderte System beinhaltet, die
Achsen 2, 3, 4 und 5 mit längsfesten
Lagern auszuführen. Die dabei entstehenden
Zwangskräfte aus Temperatur
und Kriechen werden bei der Bemessung
berücksichtigt. Die höheren Pfeiler in Achse
3 und 4 werden dabei entlastet, so dass
es möglich ist, ihre inneren Abmessungen
unter Wahrung der äußeren Gestaltung
zu reduzieren. Gründung, Widerlager,
Lager und Übergangskonstruktionen
wurden gemäß statischen und konstruktiven
Erfordernissen angepasst.
2.4 Bauverfahren
Die Großbohrpfähle DU 120 mit Längen
bis zu 40 m und einer Einbindung von
zum Teil über 10 m in den harten Granodiorit
wurden mit einem Drehbohrgerät BG
40 realisiert. Zur abschnittsweisen Errichtung
von Fundamenten, Pfeilern und
Widerlagern kommen handelsübliche
Schalungssysteme zum Einsatz.
Das Besondere an diesem Bauwerk sind
der Spannbetonüberbau mit den endgültigen
Stützweiten bis zu 90 m, einer Überbauhöhe
von 5,30 m mit einer Breite von
18,75 m sowie das gewählte Taktschiebeverfahren
mit Abschnittslängen von 33 m,
die im Wochentakt erstellt werden.
Die Überbauten Nord und Süd werden
nacheinander ausgeführt, was eine Taktschiebeeinrichtung
bedingt, die querverschoben
werden kann. 25 m hinter dem
Widerlager Achse 0 wird der Taktkeller
mit einer Länge von ca. 34 m einschließlich
des Schalungsaufbaus angeordnet,
ebenfalls mit Großbohrpfählen DU 120
setzungsunempfi ndlich gegründet.
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
16 Fertigungsanlage
© Kinkel + Partner
Der Überbau wird in zwei Abschnitten,
Trog und Fahrbahnplatte, hergestellt. Die
äußere Steg- und Kragarmschalung ist
so auf dem Taktkeller platziert, dass sie
vor dem Verschub nicht nur abgesenkt,
sondern auch seitlich verschoben werden
kann. Die Innenschalung besteht aus
einzelnen Elementen für die Stege, Querträger
und Umlenkstellen, für die Decke
ist ein Deckentisch konzipiert.
Damit sich der Wochentakt einhalten
lässt, wird die Trogbewehrung hinter dem
Taktkeller vorgefl ochten und eingezogen.
Verschoben wird der Überbau bergauf
mit zwei Verschubanlagen vom Typ
Ebersbächer AH 123, die sich in Achse 0
befi nden.
Beim Einsatz von drei Hilfsstützen in
den großen Feldern verbleiben noch
Stützweiten mit 65 m. Bedingt dadurch
ist für den Verschub ein Vorbauschnabel
von ca. 40–45 m erforderlich. Der vorhandene
Vorbauschnabel von 29 m Länge
19 Pfeilerabspannung mit Hilfsstützen
© Kinkel + Partner
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
wird daher um ein 15-m-Spannbetonteil
verlängert. Weiterhin ist es erforderlich,
für den Verschubzustand die Pfeiler abzuspannen.
Um den Überbau in Endlage zu schieben,
muss beim Widerlager in Achse 7 eine
Zugvorrichtung eingesetzt werden, da die
nötige Aufl ast am Verschubwiderlager
in Achse 0 dann fehlt. Theoretisch ist die
Verschubkraft der Hub-Reibe-Anlage
in der Lage, den Überbau vollständig zu
verschieben, wenn von einer maximalen
Reibung von 3,30 % ausgegangen wird.
Beim Verschub der letzten 2–3 m hat der
Überbau aber die hintere Hub-Reibe-An-
18 Draufsicht der Hub-Reibe-Anlage
© Kinkel + Partner
17 Längsschnitt der Hub-Reibe-Anlage
© Kinkel + Partner
lage bereits verlassen, und die vordere ist
nicht mehr in der Lage, den Endverschub
abzuschließen: Ab diesem Zeitpunkt ist
eine Zugvorrichtung zur Unterstützung
der vorderen Hub-Reibe-Anlage erforderlich.
Sollte die Reibung 3,30 % überschreiten,
kann der Einsatz der Zugvorrichtung
früher angezeigt sein, bei einer maximalen
Reibung von 4,00 % allerdings frühestens
ab Verschubzustand 15. Die Durchbiegungen
in den großen Feldern werden
mit einer Voreinstellung der Schalung in
der Fertigungsanlage berücksichtigt.
Das Bauwerk liegt überwiegend im
Bereich einer konstanten Steigung von
60

61
3,00 %, zwischen dem Widerlager in
Achse 0 und etwa der Mitte zwischen
Achse 1 und 2 geht sie in eine Wanne
mit einem Ausrundungshalbmesser von
H w = 40.000 m über. Der Überbau wird in
konstanter Steigung hergestellt. Die Ausrundung
erfolgt nach dem Endverschub
näherungsweise durch ein Anheben des
Überbaus in den Achsen 0 und 1. Die Takte
haben aufgrund der Krümmung und der
unterschiedlichen Stützweiten stark unterschiedliche
Längen zwischen 33,21 m
und 24,84 m. Ein Überbau besteht aus 16
Takten.
Bauherr
Bundesrepublik Deutschland
vertreten durch die
Autobahndirektion Nordbayern, Nürnberg
Entwurfsbearbeitung
Autobahndirektion Nordbayern, Nürnberg
Ausführungsplanung
Kinkel + Partner Gesellschaft Beratender
Ingenieure mbH, Neu-Isenburg
Prüfi ngenieur
Dr.-Ing. Walter Streit, München
Bauausführung
GERDUM u. BREUER Bauunternehmen GmbH,
Fuldabrück
3. Zwei Eisenbahnüberführungen
3.1 Einleitung
Mit dem Bau der Neubaustrecke (NBS)
Ebensfeld–Erfurt wird in Kombination
mit der Ausbaustrecke (ABS) Nürnberg–
Ebensfeld erstmals eine direkte Verbindung
zwischen dem fränkischen Zentrum
und der thüringischen Landeshauptstadt
geschaffen und das bestehende Kernnetz
der Deutschen Bahn AG ideal ergänzt.
Generell handelt es sich hier um Funktionalausschreibungen
auf Basis einer Bauwerksbeschreibung,
so dass die Leistung
mit den Mengen im Rahmen einer Vorstatik
und Vorplanung eigenverantwortlich
festgelegt wurde.
20 21 Derzeitiger Bautenstand
© Kinkel + Partner
3.2 Grümpentalbrücke
3.2.1 Entwurf und Ausschreibung
Die 1.104 m lange Grümpentalbrücke
führt die NBS-Trasse westlich von Grümpen
über das Grümpental in einer Höhe
von ca. 70 m. Im vorwiegend landwirtschaftlich
genutzten Talgrund verlaufen
die Grümpen und die Kreisstraße K 34
sowie nördlich innerhalb eines Nebentals
die Bundesstraße B 89 und die Eisenbahnstrecke
Eisfeld–Sonneberg.
Im Bauwerksabschnitt liegt die NBS-Trasse
im Bereich von zwei Übergangsbögen
mit einem Zwischenradius. Die Gradiente
fällt hier in südlicher Richtung mit einem
konstanten Gefälle von 12,500 ‰, die
Entwurfsgeschwindigkeit auf der Brücke
beträgt 300 km/h. Die Brücke ist für einen
Gleisabstand von 4,50 m auszubilden sowie
als Regeloberbau die Feste Fahrbahn
zu berücksichtigen.
Der Brückenüberbau ist zwischen den
Widerlagern als eine Folge von drei Durchlaufträgern
konzipiert:
– einem 219 m langen Durchlaufträger
über fünf Felder mit einem Feldweitenraster
von 43 m + 4 × 44 m,
– einem 446 m langen Durchlaufträger
über 13 Felder mit einem Feldweitenraster
von 2 × 44 m + 9 × 30 m (über
dem Bogen) + 2 × 44 m,
– einem 439 m langen Durchlaufträger
über zehn Felder mit einem Feldweitenraster
von 9 × 44 m + 43 m.
Es sind jeweils zwei Schienenauszüge in
den Achsen 60 und 110 der Trennpfeiler
vorgesehen.
Die Abtragung der Längskräfte erfolgt
über das südliche und nördliche Widerlager
sowie über den Bogen. Gemäß der
Richtlinie 804.9020 »Rahmenplanung
Talbrücken« ist am südlichen und nördlichen
Widerlager die Bodenplatte der
oberen Widerlagerkammer mit der des
Überbaus monolithisch verbunden, so
S Y M P O S I U M
dass die Längskräfte aus dem Überbau
über die Bodenplatte direkt in die seitlichen
Kammerwände geleitet werden. Das
Horizontalkraftlager des Bogens ist im
Bogenscheitel angeordnet und auswechselbar.
Der Überbauquerschnitt ist als Hohlkasten
mit einer Konstruktionshöhe von
3,60 m konzipiert. Die Brückenbreite
zwischen den Gesimsaußenkanten beträgt
14,10 m, die Gesimskappen werden
mit einer Höhe von 1,10 m hergestellt. Die
Querschnittsabmessungen berücksichtigen
einen Gleisabstand von 4,50 m. Die
Randkappen sind auf beiden Seiten mit
einem Kabeltrog ausgerüstet.
Die Überbauten werden nach Richtlinie
804 in Längs- und Querrichtung vorgespannt.
Die Widerlager sind gemäß DB-
Rahmenplanung kastenförmig mit vorgesetztem
Aufl agerschaft geplant.
Im Talgrund ist ein Bogen mit einer
Spannweite von 270 m und einer Höhe
von ca. 70 m vorgesehen, der im Bereich
des Übergangsbogens liegt. Im Aufriss ist
er parabelförmig stetig gekrümmt und
ein variabler Hohlquerschnitt.
Die Brückenpfeiler sind, orientiert an ihrer
Funktion, mit drei verschiedenen Querschnitten
vorgesehen:
– Die Regelpfeiler entsprechen der
Rahmenplanung mit Pfeilerkopfabmessungen
von 2,70 m × 5,80 m und
allseitigem Anzug von 70:1.
– Die Trennpfeiler in den Achsen 60 und
110 werden analog den Regelpfeilern
mit allseitigem Anzug und einem Pfeilerkopfquerschnitt
von 4,00 m × 5,80 m
(Achse 60) und 4,50 m × 5,80 m (Achse
110) ausgeführt.
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
22 Längsschnitt
© Kinkel + Partner
23 Querschnitt
© Kinkel + Partner
– Die Bogenständer sind als Hohlquerschnitt
4,80 m × 2,00 m ohne seitlichen
Anzug ausgebildet.
Für das Anheben des Überbaus zum
Auswechseln der Lager sind auf den Auflagerbänken
der Widerlager, Pfeiler und
Bogenständer Stellfl ächen für Pressen
angeordnet.
Die im Entwurfsplan dargestellten Gründungen
beinhalteten eine mögliche
Lösung, wobei auf Basis der Baugrund-
und Gründungsgutachten die Gründung
eigenverantwortlich für die Brücken
festgelegt wurde. Die Kämpferfundamente
in Achse 80 und 90 wurden daher
mit Bodenaustausch in einer Tiefe von
ca. 20 m fl ach gegründet und als Baugrubenumschließung
eine überschnittene
Bohrpfahlwand DU 120 cm unverankert
ausgeführt.
25 26 27 Bogenherstellung
© Kinkel + Partner
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
24 Bauphasen
© Kinkel + Partner
3.2.2 Bauverfahren
Der 270 m weit gespannte Bogen wurde
abschnittsweise auf Lehrgerüst hergestellt.
Als variabler Hohlquerschnitt misst
er ca. 7,40 m × 6,50 m am Kämpfer und ca.
5,90 m × 4,50 m im Scheitel. In den Achsen
der Bogenpfeiler wurden Hilfsstützen errichtet,
die zur Aufl agerung der Bogenrüstung
und als temporäre Unterstützung
der Bogenabschnitte dienten.
Der Bauablauf gliedert sich in neun Phasen:
Die Herstellung des Bogens beginnt
in Achse 90 und verläuft in Richtung Achse
80 bis zur Achse 85 ohne Schlussstück
(Phase 1–4). Danach wird er, von Achse 80
kommend, in Richtung Achse 90 ebenfalls
bis zur Achse 85 realisiert (Phase 5–8),
gefolgt vom Schlussstück (Phase 9).
Das dazu notwendige Lehrgerüst mit der
waagerechten Stützweite von 30 m und
einer Gesamtlänge von ca. 60 m wurde im
Talgrund komplett vormontiert, teilweise
schon mit Schalung versehen, mittels
Litzenheber auf die erforderliche Höhenlage
hochgezogen und auf Steckträger als
Aufl ager abgesetzt. Danach wurden die
äußeren Schalelemente auf der Rüstung
angeordnet und die teilweise vorgefertigte
Trogbewehrung eingebaut. Nach dem
Versetzen der Innenschalung wurde der
»Trog« des Bogenquerschnittes betoniert.
Die Bogendeckelschalung wurde in der
ersten Phase vor Ort montiert, um später
jeweils vorgezogen zu werden. Nach
Fertigstellung der Bodendecke wurde
das Bogengerüst mittels Litzenheber
62

63
abgelassen und im Talgrund waagerecht
längs in die nächste Bauphasenposition
gezogen. Jetzt wurde das Bogengerüst
wieder mittels Litzenheber hochgezogen
und in der endgültigen Höhenlage abgesetzt.
In dieser Abfolge sind die insgesamt
neun Bauabschnitte verwirklicht worden,
wobei der Bogen im Bauzustand über
hydraulische Pressen auf den Hilfsstützen
gelagert wurde, um Baugrund- und Bauwerksverformungen
auszugleichen.
Der Überbau wird mit einer Vorschubrüstung
feldweise von Achse 210 nach Achse
10 hergestellt. Im Bogenbereich sind die
Hilfsstützen zur Durchbiegungsverminderung
aber noch vorhanden.
3.2.3 Statische Besonderheit
Als statische Besonderheit ist der weit gespannte
Bogen zu nennen, der im Aufriss
wie im Grundriss (Klothoide) gekrümmt
ausgeführt wird. Infolge von Ausbau- und
Verkehrslasten treten daher nicht nur
vertikale, sondern auch horizontale Verformungen
auf. Zum Ausgleich der sich
erst nach Bogenschluss einstellenden
Verformungen wird der Bogen vertikal
wie horizontal überhöht hergestellt.Die
horizontale Überhöhung beträgt in Bogenmitte
etwa 13 cm, die vertikale Überhöhung
33 cm.
Wesentlich für die zu berücksichtigenden
Verformungen ist die Errichtung auf Hilfsstützen,
bei der das System näherungsweise
wie ein Durchlaufträger wirkt. Das
heißt, das Bogeneigengewicht wird zunächst
durch die Hilfspfeiler abgetragen,
nicht durch die Bogentragwirkung. Erst
nach Fertigstellung des Bogens werden
die Hilfsstützen das erste Mal abgelassen,
der Bogen übernimmt dabei sein Eigengewicht,
und es kommt zu den ersten Bogenverformungen
sowie geringfügigen
Setzungen an den Kämpfern.
Anschließend werden die Hilfsstützen
erneut kraftschlüssig unter den Bogen
gesetzt, um die bei der Überbaurealisierung
auftretenden Lasten abzuleiten und
eine unsymmetrische Beanspruchung
des Bogens zu verhindern. Danach werden
sie wiederum abgelassen und der
Bogen freigesetzt, wobei der Überbau
durch Nachjustieren mittels Pressen in
seiner ursprünglichen Lage gehalten
wird. Die Verformungen des Bogens aus
Eigengewicht Überbau sowie Kriechen
und Schwinden erzeugen so keine zu-
28 29 Brücke im Bau
© Kinkel + Partner
sätzliche Beanspruchung im Überbau.
Der endgültige Verguss der Lager erfolgt
erst nach Beendigung des Ausbaus, um
geringfügige Korrekturen an der Höhenlage
des Überbaus durchführen und die
tatsächlich auftretenden Kriech- und
Schwindverformungen des Bogens ausgleichen
zu können.
3.3 Talbrücke Weissenbrunn
3.3.1 Entwurf und Ausschreibung
Diese 614 m lange Talbrücke führt die
NBS-Trasse östlich von Weissenbrunn am
Forst in ca. 40 m Höhe über das Tal des
Weissenbrunner Baches, dessen Form von
einem ca. 300 m breiten Talboden geprägt
ist.
Im Bauwerksbereich liegt die Trasse in
einem Bogen, die Überhöhung der Gleise
beträgt 135 mm. Die Gradiente fällt in
südlicher Richtung mit einem konstanten
Gefälle von 5,924 ‰, die Entwurfsgeschwindigkeit
auf der Brücke beträgt
300 km/h. Für einen Gleisabstand von
4,70 m ausgebildet, war als Regeloberbau
die »Feste Fahrbahn« zu berücksichtigen.
Der Überbau ist zwischen den Widerlagern
als eine Kette von Einfeldträgern mit
dazwischenliegendem Durchlaufträger
(Rahmenbrücke) konzipiert:
– acht Einfeldträger mit einem Stützweitenraster
von 1 × 43 m + 7 × 44 m,
– ein 176 m langer Durchlaufträger als
Rahmenbrücke über drei Felder mit
einem Stützweitenraster von 50 m +
76 m + 50 m,
S Y M P O S I U M
– zwei Einfeldträger mit einem Stützweitenraster
von 44 m + 43 m.
Die Abtragung der »Einfeldträger-Längskräfte«
erfolgt feldweise. Die auf die
Rahmenbrücke entfallenden Längskräfte
werden über die beiden V-Stützen abgeleitet.
Bei dem Überbauquerschnitt handelt es
sich um einen Hohlkasten mit einer Konstruktionshöhe
von 4,00 m, der im Bereich
der Rahmenbrücke auf ca. 5,00 m über
den V-Stützen gevoutet ist. Die Brückenbreite
zwischen den Gesimsaußenkanten
beträgt 14,30 m, die Gesimskappen haben
eine Höhe von 1,10 m, die Randkappen
sind auf beiden Seiten mit einem
Kabeltrog ausgerüstet. Die Überbauten
sind nach Richtlinie 804 in Längs- und
Querrichtung vorgespannt.
Gemäß DB-Rahmenplanung werden
kastenförmige Widerlager mit vorgesetztem
Aufl agerschaft hergestellt, die Pfeiler
im Bereich der Einfeldträger, ebenfalls
entsprechend DB-Rahmenplanung, mit
Pfeilerkopfabmessungen von 3,50 m ×
6,00 m und allseitigem Anzug von 70:1
ausgeführt. Die V-Stützen der Rahmenbrücke
sind als Hohlquerschnitt mit den
Abmessungen ca. 5,00 m × 2,80 m (oben)
und einem Anzug von 70:1 in Brückenquerrichtung
konzipiert und gehen am
Stützenfuß in einen Vollquerschnitt über.
Dort befi nden sich Betongelenke, welche
die Vertikal- und Horizontalkräfte der
Rahmenbrücke aufnehmen.
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
30 Längsschnitt
© Kinkel + Partner
31 Rahmentragwerk
© Kinkel + Partner
3.3.2 Bauverfahren
Das Anspruchsvolle bei diesem Bauwerk
sind die Errichtung von zwei V-Pfeilern
auf einem Betongelenk sowie die
Überbauherstellung in deren Bereich
(Rahmentragwerk). Dabei wird das Betongelenk
nach Ausführung der Gründung,
einschließlich der Fundamente,
in den Achsen 100 und 110 komplett in
einem Bauabschnitt realisiert. Der dafür
erforderliche Ablauf bedurfte einer sehr
eingehenden Detailplanung inklusive
einer Probebetonage an einem Modell im
Maßstab 1:1 mit der vollen Gelenkbreite
und Bewehrung. Um die insgesamt acht
Bauabschnitte der V-Pfeiler mittels Kletterschalung
auf einem »Gelenk« verwirklichen
zu können, wird dieses zug- und
druckfest fi xiert, das heißt, der Anfänger
der V-Pfeiler mit dem Fundament mittels
Zuggliedern gemäß Spannanweisung
angespannt.
Danach werden die V-Pfeiler in Abschnitten
von 2,90 m Höhe mit zwei Stücken
Kletterschalung hergestellt, damit sich
ihre Äste parallel errichten lassen. Miteinander
verspannt werden sie jeweils nach
Beendigung des vierten, sechsten und
33 Abspannung der V-Pfeiler
© Kinkel + Partner
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
achten Bauabschnitts. Die Verformungen
sind gemäß Messprogramm zu ermitteln,
zu protokollieren und eventuell zu korrigieren.
Die Überbauerrichtung erfolgt mit einer
Vorschubrüstung feldweise von Achse 10
nach Achse 130, wobei über den V-Pfeilern
zur bauzeitigen Lastabtragung Hilfsstützen
erforderlich sind. Der Überbau
ist in diesem Bereich gevoutet, was im
Schalungsaufbau der Vorschubrüstung
Berücksichtigung fi ndet.
Das Rahmentragwerk mit einer Länge
von 176 m wird in fünf Bauabschnitten
realisiert. Nach Beendigung des ersten
wird dieser mit dem letzten Einfeldträger
am Pfeiler in Achse 90 in Längsrichtung
zug- und druckfest verbunden. Sobald die
Rahmenstruktur fertiggestellt ist, werden
die Verankerungen an den Betongelenken
und am Pfeiler in Achse 90 gelöst und
entfernt.
3.3.3 Entwurf der Betongelenke
Die Betongelenke wurden nach einer
unternehmensinternen Genehmigung
(UiG) der Deutschen Bahn AG konzipiert,
die auf den bekannten Bemessungsregeln
34 V-Pfeiler-Abschnitte
© Kinkel + Partner
32 Querschnitt
© Kinkel + Partner
nach Leonhardt/Mönnig beruht.
Entscheidende Entwurfskriterien waren:
1. Verhältnis von maximaler Querkraft
zu maximaler Normalkraft kleiner
als 12,50 %. Die Beschränkung der
Querkraft ermöglicht es, das Gelenk
ohne Dübelbewehrung im Gelenkhals
auszuführen, der dementsprechend
völlig unbewehrt ist. Im Falle eines
Ersatzneubaus können die Gelenke
durch Anheben des Rahmenbauwerks
mittels Hydraulikpressen durchtrennt,
anschließend das gesamte Bauwerk
auf Gleitbahnen querverschoben und
ein Neubau auf demselben Weg eingeschoben
werden.
2. In Querrichtung muss das Gelenk in
allen Lastfällen (charakteristische
Lastfallkombination) überdrückt sein.
Um diese Forderung einzuhalten,
wurde es notwendig, das Betongelenk
64

65
35 Rahmenstruktur
© Kinkel + Partner
36 Gesamtbauwerk
© Kinkel + Partner
gegenüber dem Entwurf von etwa 4 m
auf etwa 9 m zu verbreitern.
3. Die zulässige Stahlspannung der Spaltzugbewehrung
wurde von 180 N/mm²
gemäß Leonhardt in der UiG auf
150 N/mm² reduziert. Dies führt zu
einer Bewehrungserhöhung von rund
GERDUM U BREUER
34277 Fuldabrück - Crumbacher Str. 23/25
Tel. 0561/49191-0 - Fax 0561/49191914
info@gerdum-u-breuer.de
20 % gegenüber herkömmlich bemessenen
Betongelenken und damit zu
einer außerordentlich hohen Bewehrungskonzentration.
Für die Bauausführung
wurde zusätzlich festgelegt,
dass keine Arbeitsfuge im Gelenkhals
angeordnet werden durfte.
Bauunternehmen GmbH
S Y M P O S I U M
Autor:
Dipl.-Ing. Manfred Becker
GERDUM u. BREUER Bauunternehmen GmbH,
Fuldabrück
Bauherr
DB Netz AG, Berlin
Auftraggeber
DB ProjektBau GmbH, Erfurt
Entwurfsverfasser
Obermeyer Planen + Beraten GmbH, München
Ausführungsplanung
Kinkel + Partner Gesellschaft Beratender
Ingenieure mbH, Neu-Isenburg
Prüfi ngenieure
Dr.-Ing. Heinrich Hochreither, Aschaffenburg
(Grümpentalbrücke)
Dr.-Ing. Bernd Brand, Nürnberg
(Talbrücke Weissenbrunn)
Bauausführung
GERDUM u. BREUER Bauunternehmen GmbH,
Fuldabrück
Brückenbau
Sanierung
Instandsetzung
von Ingenieurbauwerken
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Gestern, heute, morgen
Mehrfeldrige Schrägseilbrücken
� � � von Andreas Keil, Philipp Wenger
Als Bestandteil einer sich ständig
ausweitenden Infrastrukturentwicklung
ist der moderne Brückenbau
geprägt vom Bestreben der
Ingenieure, zunehmend komplexer
werdende Entwurfsaufgaben zu
meistern. Großmaßstäbliche Verkehrswegprojekte
erfordern oft das
Überbrücken von stets größer bzw.
breiter werdenden Hindernissen. In
solchen Fällen spielen Überlegungen
mit mehrfeldrigen, seilgestützten
Brückensystemen immer häufi ger
eine wesentliche Rolle. Im Rahmen
dieses Aufsatzes wird nun die historische
Entwicklung mehrfeldriger
Schrägseilbrücken bis zum heutigen
Stand der Technik zusammengefasst
und deren grundsätzliche,
systemimmanente Besonderheiten
anhand realisierter Beispiele erläutert,
abgerundet durch eine Auswahl
verschiedener laufender und zukünftiger
Bauvorhaben.
1 Einführung
1.1 Anwendung
Mehrfeldrige Schrägseilbrücken zeichnen
sich heute zunehmend als technisch und
wirtschaftlich machbare und gleichzeitig
gestalterisch ansprechende Lösung für
längere Querungen aus, da die realisierbaren
Spannweiten seilgestützter Brücken
die mehrfeldriger Balkenstrukturen
deutlich übersteigen. Das Gros dieser
Brücken sind Typen mit Schrägseilsystemen,
jedoch gibt es auch diverse Beispiele
mit Hängesystemen.
Mehrfeldrige Schrägseilbrücken kommen
meist zur Ausführung, wenn
– breitere Hindernisse überquert werden
müssen und die zu überquerende
Distanz die mit klassischen Dreifeldsystemen
realisierbaren Spannweiten
übersteigen;
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
1 Durchbiegung unter lokaler Belastung eines Innenfeldes
© schlaich bergermann und partner
2 Längenänderung und Verformung unter konstanter Temperaturlast
© schlaich bergermann und partner
– die Verwendung üblicher Baugeräte
wie Schalung und Rüstung zum Bau
längerer Brücken mit sich wiederholenden
Spannweiten unwirtschaftlich
wird, beispielsweise in Gewässern;
– Gründungen übermäßig aufwendig
werden, beispielsweise wegen schlechter
Bodenverhältnisse oder bei tiefen
Gründungshorizonten;
– Unterbauten aufwendig herzustellen
sind, beispielsweise in tieferen Tälern
oder schlecht zugänglichen Berghängen.
Mehrfeldrige Schrägseilbrücken erweisen
sich in verschiedener Hinsicht als
vorteilhaft, da in Entwurf und Montage
erprobte Technologien und Methoden
Verwendung fi nden, maßgeblich entwickelt
für den Bau von konventionellen
Schrägseilbrücken, mit beachtenswerten
wirtschaftlichen Vorteilen und verkürzten
Herstellungszeiten.
1.2 Besonderheiten
1.2.1 Unterschiede
Gegenüber den konventionellen, dreifeldrigen
Schrägseilbrücken bedürfen beim
Entwurf und der Ausführung mehrfeldriger
Schrägseilbrücken zwei statisch-konstruktive
Besonderheiten einer gesteigerten
Aufmerksamkeit.
1.2.2 Aussteifung der Maste und Pylonen
Da die inneren Maste mehrfeldriger Brücken
nicht durch Verbindungen zu steifen
Widerlagern bzw. Trennpfeilern stabilisiert
werden können, erzeugen unsymmetrische,
lokale Verkehrslasten deutlich
größere Verformungen des Überbaus
aufgrund der größeren Verschieblichkeit
der unausgesteiften Maste. Zur Aufnahme
der unsymmetrischen Verkehrslasten
ist daher eine entsprechende Steifi gkeitsverteilung
bei Masten und Überbau von
wesentlicher Bedeutung.
1.2.3 Längenänderungen
Längenänderungen werden gewöhnlich,
insbesondere bei Schrägseilbrücken, an
den Brückenenden mit entsprechenden
Dehnfugen aufgenommen. Dehnfugen
in Feldmitte sind eher unerwünscht
und werden selten realisiert, da die
Ausführung eines biegesteifen Normalkraftgelenks
im Bereich der größten
Durchbiegung bzw. maximaler Tangentenknickwinkel
sehr aufwendig ist. Bei
mehrfeldrigen Schrägseilbrücken spricht
die vorgenannte Besonderheit zusätzlich
gegen Dehnfugen in Feldmitte, so dass
an den Brückenenden sehr große Längenänderungen
aufgenommen werden
müssen. Hinzu kommen größere, immer
wiederkehrende Auslenkungen der äußeren
Maste infolge der konstanten Temperaturänderungen
des Überbaus.
1.2.4 Lösungen
Die beiden Themen sowie die entsprechend
möglichen technischen Lösungen
sind bekannt und ausführlicher in [4], [5],
[6], [7] und [8] beschrieben, weshalb deren
Erörterung hier auf eine kurze Zusammenfassung
beschränkt bleibt.
1.3 Historische Entwicklung
Frühe Vertreter mehrfeldriger »seil«-gestützter
Brücken lassen sich vor allem in
Frankreich ab Beginn des 19. Jahrhunderts
fi nden. Mehrfeldrige Strukturen
66

67
3 Historische »seil«-gestützte Mehrfeldbrücken in Frankreich
© www.art-et-histoire.com
wurden mit Einzelspannweiten von 40–
80 m als Hänge- und Schräg-»Stangen«-
Brücken sowie vielerorts auch als kombinierte,
hybride Systeme gebaut. Es liegt
nahe, dass sich mehrfeldrige Systeme
bereits früh entwickelten, da sie die einzige
Möglichkeit darstellten, Hindernisse,
deren Breite die damals realisierbaren
Spannweiten klassischer Hängebrücken
überstiegen, zu überwinden. Es ist beachtenswert,
dass ihre systembedingten
statischen Besonderheiten schon damals
mit genau denselben technischen Lösungen
wie heute gelöst wurden. Der geniale
französische Erfi nder und Ingenieur Marc
Seguin (1786–1875), ein Neffe von Joseph
de Montgolfi er, hat die Entwicklung
dieser Brücken maßgeblich beeinfl usst
und mit seinen vier Brüdern zwischen
1820 und 1850, aus heutiger Sicht fast
unvorstellbar, annähernd 100 Bauwerke
geplant und errichtet. [32]
In diesem Zusammenhang soll einem
Aussteifungssystem, das in modifi zierter
Form weiterhin Anwendung fi ndet, gesonderte
Beachtung geschenkt werden.
Der französische Ingenieur Albert Gisclard
(1844–1909) [1] entwickelte und
patentierte [2] ein Hängesystem mit sich
überlappenden Aufhängungen in Feldmitte
zur Verringerung der Durchbiegung
unter halbseitiger Verkehrslast. So ging
seine Cassagne-Brücke als eine der ers-
4 Pont de la Cassagne, Gisclard’s principle (1909)
© Michel Wagner/www.timbreponts.fr
5 Pont de Très Cassés (1913)
© Michel Wagner/www.timbreponts.fr
ten Eisenbahnhängebrücken mit großer
Schlankheit in die Geschichte ein. Das
»Gisclard«-Prinzip wurde in der Folge von
ihm und anderen auch für den Bau mehrfeldriger
Brücken gewählt, wie beispielsweise
1913 für den Pont de Très Cassés
oder 1929 für die Fußgängerbrücke Deir-
Ez-Zor über den Euphrat in Syrien.
S Y M P O S I U M
Einige wenige, im Vergleich zum vorherigen
Jahrhundert, mehrfeldrige Seilbrücken
wurden Mitte des 20. Jahrhunderts
geplant und gebaut, die heute, nicht nur
in dem kleinen Kreis der Brückeningenieure,
zu den weltweit geachteten Bauwerken
gehören, wie zum Beispiel die San
Francisco-Oakland Bay Bridge oder Riccardo
Morandis Lake Maracaibo Bridge.
Zwei weitere außergewöhnliche, aber
nicht ganz so bekannte Mehrfeldbrücken,
die in dieser Zeit errichtet wurden, sind
die San-Marcos-Brücke in El Salvador mit
dem bis heute einmaligen Aussteifungssystem
eines Seil-Fachwerks sowie der
Polcevera-Viadukt in Ligurien, wiederum
ein Entwurf von Riccardo Morandi.
6 Deir-Ez-Zor-Brücke (1929)
© Michel Wagner/
www.timbreponts.fr
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
7 San Francisco-Oakland Bay Bridge (1936)
© Nicolas Janberg/www.structurae.de
8 San Marcos Bridge (1955)
© Aus [3]
9 Polcevera-Viaduct (1968)
© Sextum/www.it.wikipedia.org
10 Mehrfeldbrücke mit Zwischenaufl ager
© schlaich bergermann und partner
11 Steife Maste und Pylonen
© schlaich bergermann und partner
12 Steifer Überbau (»Versteifungsträger«)
© schlaich bergermann und partner
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
Erst gegen Ende des 20. Jahrhunderts
gelangten mehrfeldrige (Schräg-)Seilbrücken
zu neuer Popularität, und die
technischen Herausforderungen und
Vorzüge sind zunehmend in den Fokus der
bautechnischen Forschung und Entwicklung
gerückt. So wurden in den vergangenen
drei Dekaden einige herausragende
Bauwerke geplant und auch mehrheitlich
realisiert.
2 Systemvarianten
2.1 Überblick
2.1.1 Kriterien
Die Beschränkung der Verformungen in
den Innenfeldern mehrfeldriger Schrägseilbrücken
unter unsymmetrischen
Verkehrslasten, vor allem auch abhängig
von der Steifi gkeit der Maste und Pylonen,
hat großen Einfl uss auf die Wahl des
geeigneten statischen Systems und prägt
daher ebenso die Gestaltung der Brücke.
Jedoch muss ein adäquates strukturelles
System nicht nur den Anforderungen zur
Reduktion der Balkendurchbiegung genügen.
Alle weiteren Randbedingungen,
wie beispielsweise die Höhe des Decks
über Grund bzw. dem Wasserspiegel,
die Baugrundbedingungen, Baubarkeit
und Wirtschaftlichkeit müssen an dieser
Stelle genauso sorgfältig erwogen
werden. Im Folgenden werden nun die
grundsätzlichen Alternativen möglicher
Aussteifungskonzepte vorgestellt.
2.1.2 Zwischenverankerung
Die naheliegende Form eines Aussteifungssystems
besteht in der Anordnung
von Zwischenaufl agern, an denen die
(Differenz-)Horizontalkräfte abgetragen
werden können. Das feste Zwischenaufl
ager, insbesondere angewandt bei
mehrfeldrigen Hängebrücken, unterteilt
die Mehrfeldbrücke nachvollziehbar
in einzelne »Stand-alone«-Tragwerke.
So werden die Verformungen wie beim
konventionellen Dreifeldsystem durch
ausgesteifte Maste limitiert, was in gleicher
Weise auf Hänge- wie auf Schrägseilbrücken
zutrifft.
Obwohl mehrfeldrige Brücken mit Zwischenaufl
ager im Allgemeinen zu den
mehrfeldrigen seilgestützten Brückentypen
gezählt werden, sind sie eigentlich
den konventionellen Systemen zugehörig
und sollen daher im Weiteren nicht näher
betrachtet werden.
2.1.3 Steife Maste und Pylonen
Ein direkter Ansatz zur Erhöhung der
Längssteifi gkeit von Masten und Pylonen
besteht darin, die Abmessungen der
Hauptquerschnitte zu vergrößern. Diese
Lösung verspricht eine wirtschaftlichere
68

69
13 Varianten zur Aussteifung mit Seilen
© schlaich bergermann und partner
14 System der Allahabad-Brücke (1968)
© schlaich bergermann und partner
Brücke, sofern die globalen Abmessungen
und die Belastung nicht zu inakzeptablen
Mastabmessungen führen.
Werden die Maste mit doppelten, aufgelösten
Beinen in A-, »Diamond-« oder
auch Lambda-Form konzipiert, lässt sich
die horizontale Steifi gkeit noch weiter
erhöhen. Allerdings sind abgesehen von
der Diamond-Lösung die Gründungen
beispielsweise für einen A-Pylonen deutlich
aufwendiger.
Da eine biegesteife Verbindung des Überbaus
mit steifen Masten in den meisten
Fällen zu sehr hohen Zwangsbeanspruchungen
führen würde, sind bei diesen
Systemen Überbau und Maste in der
Regel voneinander entkoppelt. Ein wesentlicher
Vorteil bei der Anordnung von
steifen Masten ist die Materialersparnis
beim Überbau, der sehr schlank und leicht
ausgebildet werden kann, und folglich
auch bei den Seilen.
2.1.4 Steifer Überbau
Die Anordnung eines steifen Überbaus
hat zum einen den Effekt, dass die große
Biegesteifi gkeit den Durchbiegungen
unter unsymmetrischen Verkehrslasten
direkt entgegenwirkt, zum anderen wird
das Seilsystem und damit die Maste
durch den Überbau zusätzlich ausgesteift.
Das Prinzip eines steifen Überbaus wurde
in Japan für Mehrfeldbrücken mit mittleren
Spannweiten und kurzen Masten verstärkt
weiterentwickelt zur sogenannten
Extradosed Brücke, einer Bauweise, die,
abgesehen vom Anwendungsgebiet der
AASHTO-Codes, inzwischen international
Anwendung fi ndet.
2.1.5 Rahmensysteme
Der Schrägseilbrücken-Bauweise naheliegend
ist eine biegesteife Verbindung
zwischen Überbau und Masten zu einem
mehrfeldrigen Rahmensystem, bei dem
sich, beeinfl usst durch Besonderheiten
bei der Herstellung, die Steifi gkeit gut
15 Rion-Antirion-Brücke (2004)
© David Monniaux/www.wikipedia.org
S Y M P O S I U M
zwischen Überbau, Masten und Seilsystem
aufteilen lässt. Durch die heute mit
verhältnismäßig geringem Aufwand
möglichen Parameterstudien und Strukturoptimierungsmethoden
kann dabei
die Materialverwendung optimiert werden.
[7] [14]
2.1.6 Aussteifungsseile
Ein weiteres wirkungsvolles Prinzip zur
Aussteifung besteht darin, die Mast- oder
Pylonköpfe mit zusätzlichen Aussteifungsseilen
zu fi xieren. Dies führt zu den
bereits genannten Vorteilen der Bauweise
mit steifen Masten, wobei zusätzlich der
Materialeinsatz zur Herstellung der Maste
verringert werden kann.
Mit Aussteifungsseilen lassen sich die
Maste oder Pylonen sehr schlank ausführen.
Hinzu kommen Vorteile während
der Bauausführung, wie beispielsweise
die Möglichkeit, die inneren Maste schon
frühzeitig stabilisieren zu können.
2.2 Brücken mit steifen Pylonen
Bei den frühen Mehrfeldbrücken wurde
das Prinzip mit steifen Tragseilaufl agern,
die aus Natursteinblöcken gemauert und
in manchen Fällen sogar durch sich überlappende,
auf der gegenüberliegenden
Seite im Fundament verankerte Zugglieder
gegen Kippen vorgespannt wurden,
überwiegend angewandt.
Riccardo Morandi wählte diese Bauweise
für seine Entwürfe am Lake Maracaibo
und beim Polcevera-Viadukt 1968. Im selben
Jahr wurde von Fritz Leonhardt und
Jörg Schlaich eine mehrfeldrige Schrägseilbrücke
mit steifen A-Pylonen und
einer Regelspannweite von 159,20 m zur
Überquerung des Ganges bei Allahabad
in Indien vorgeschlagen [5] [7], die aber
leider nicht realisiert wurde.
In den 1980er Jahren wurden verschiedene
Entwürfe mehrfeldriger Schrägseilbrücken
mit steifen Masten ausgearbeitet,
wie zum Beispiel der des französischen
Bauunternehmers Grands Travaux de
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Marseille (GTM) für eine Überquerung des
Ärmelkanals einer mehrfeldrigen Brücke
mit A-Pylonen und 500 m Spannweite. [4]
Beim Wettbewerb für die Brücke zur Ile
de Ré 1986 reichte GTM zusammen mit
Bernard Campenon eine mehrfeldrige
Schrägseilbrücke mit doppelten A-Pylonen
und einem sehr schlanken Überbau
mit einer Regelspannweite von 140 m ein.
[4] Diese Konzeption gilt als Vorläufer des
ersten, 1988 von GTM und Ingerop angefertigten
Entwurfs der Rion-Antirion-Brücke
in Griechenland.
Die Rion-Antirion-Brücke schließlich
dürfte die erste mehrfeldrige Schrägseilbrücke
mit steifen, aufgelösten »doublediamond«-Pylonen
und einem sehr
schlanken Überbau sein: eine Lösung von
Berdj Mikaelian und Jacques Combault
(et al.), unter Berücksichtigung extremer
Randbedingungen erstellt. Die große zu
überbrückende Distanz in Verbindung
mit stark variierenden, teilweise sehr
schwierigen Baugrundbedingungen mit
Gründungshorizonten in 65 m Wassertiefe
[13] führte hier zum Entwurf einer
mehrfeldrigen Schrägseilbrücke mit
drei Hauptfeldern mit Spannweiten von
560 m; möglichst große Spannweiten
und eine geringe Anzahl steifer Gründungen
waren auch im Hinblick auf den stark
frequentierten Schifffahrtskanal mit
statischen Anpralllasten bis zu 125.000 t
erstrebenswert. Da die Brücke in einer
Region mit extremer seismischer Aktivität
(spektrale Beschleunigung 1,2 g) steht,
war ein leichter, durchlaufender Überbau
wünschenswert, an dessen Enden jedoch
die großen Verformungen aus Temperatur
und Erdbebenlasten aufgenommen
werden mussten. Darüber hinaus hat das
Bauwerk erheblichen Windgeschwindigkeiten
zu trotzen, wobei durch den
schlanken, nur 2,20 m hohen Überbau
mit entsprechender Querbiegesteifi gkeit
und den aufgelösten A-Pylonen mit sehr
dünnen Beinquerschnitten die Windlast
erheblich reduziert werden konnte. Der
Überbau ist an den Pylonen auf zwei
Lagerreihen elastisch, längsverschieblich
aufgelagert, für die großen Verformungen
wurden an jedem Ende 25-lamellige
Maurer-Schrägtraversen-Dehnfugen mit
ca. 2,50 m Dehnweg und »fuse-box«- System
(zusätzlicher Dehnweg ca. 2,50 m im
Erdbebenfall) eingesetzt. [12]
Weitere gelungene Beispiele einer
Mehrfeldbrücke mit steifen Pylonen
und schlankem Überbau sind die 1999
errichtete Dongting Lake Bridge über den
Yangtse mit 2 × 310 m Hauptspannweite
und die Yiling Bridge, gebaut in 2004
ebenfalls über den Yangtse mit 2 × 348 m
Hauptspannweite. [21]
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
16 Dehnfuge für 2,50 m Dehnweg
© Maurer Söhne GmbH & Co. KG
2.3 Rahmensysteme
Einige visionäre und richtungsweisende
Entwürfe mehrfeldriger Schrägseilbrücken
mit Rahmensystem sind in den
vergangenen Dekaden entwickelt, aber
nicht realisiert worden. Ein interessantes
Beispiel ist die vielfeldrige Schräg-»Stangen«-Brücke
von Dyckerhoff und Wid-
17 Yiling Bridge (2004)
© Aus: Structural Engineering International, No.1, 2004
18 Entwurf für den Great Belt Fixed Link (1967)
© Prof. Dr.-Ing. Herbert Kupfer
19 Entwurf der Lake Geneva Bridge (1996)
© Aus: Ingénieurs et Architects Suisses, No. 12, 1996
mann, vorgestellt beim Entwurfswettbewerb
für eine Querung des Stoerebelt
– neben zwei weiteren mehrfeldrigen
Schrägseilbrücken, vorgeschlagen von
Holzmann und Demag. [20]
Der Entwurf sah eine vielfeldrige Brücke
mit 350 m Regelspannweite und einer
monolithisch mit den Masten verbundenen,
zweistegigen Massivplatte mit nur
90 cm Bauhöhe vor. Geplant waren zwei
Ebenen mit harfenförmig angeordneten
Schrägstangen, die in den beiden Stegen
bzw. zwei steifen Mastscheiben verankert
wurden. Unterhalb der Fahrbahnplatte
ist der Mast in zwei um 90° gedrehte
Pfeilerscheiben aufgelöst, so dass eine
dem oberen Teil entsprechende Biegesteifi
gkeit vorhanden war, mit Blick auf die
monolithische Bauweise zugleich aber
eine in Längsrichtung weiche Konstruktion
zur Verringerung der Zwängungen.
Eine ähnliche Lösung wurde von Pierre
Moia und Jean François Klein für eine
Querung des Genfer Sees im Jahr 1996
70

71
vorgeschlagen. [23] Die zusätzlich im
Grundriss gekrümmte Brücke mit drei
Hauptfeldern mit je 350 m Spannweite
wurde als Stahl-Spannbeton-Struktur mit
einer mittigen als Halbharfe angeordneten
Seilebene entworfen. Der Grundrisskrümmung
wurde mittels exzentrischer
Schwerpunktlage des dreizelligen, 3,50 m
hohen Hohlkastens bzw. exzentrisch angeordneter
Maste Rechnung getragen.
Eine der ersten ausgezeichneten mehrfeldrigen
Schrägseilbrücken mit Rahmensystem,
die gebaut wurden, war die
Mezcala-Brücke in Mexico. [16] Bemerkenswert
ist, dass sie, ursprünglich als
Durchlauf-Balkenbrücke geplant, aus den
Umständen heraus und aufgrund der im
Zuge ihrer Ausführung gewonnenen Baugrunderkenntnisse
zu einer mehrfeldrigen
Schrägseilbrücke wurde; so mussten
beispielsweise infolge unzureichender
Gründungsverhältnisse Spannweiten
mehrmals vergrößert werden. Sie gilt bis
heute als außergewöhnliches Brückenbauwerk
mit einem extrem schlanken
Überbau (Stahl-Verbund-Trägerrost,
L/H~120) und sehr schlanken Pylonscheiben
mit minimalistisch ausgeführten
Pylonen.
Weitere herausragende mehrfeldrige
Schrägseilbrücken, gebaut als kontinuierliche
Rahmensysteme, sind beispielsweise
der La-Arena-Viadukt in Spanien 1992
[20], an und für sich ein Vorläufer der
Extradosed Brücke in Europa, die Macao-
Taipa-Brücke in China 1994 oder Christian
Menns berühmte Sunniberg-Brücke in
Klosters 1998, die als eine der wenigen,
durch die starke Grundrisskrümmung begünstigt,
als integrale Brücke hergestellt
wurde. [18] [19]
Die Sunniberg-Brücke wurde als monolithischer
Stahl-Spannbeton-Rahmen in
Längs- wie in Querrichtung entworfen.
Die sehr schlanke, mit zwei außenliegenden
Längsträgern versehene Fahrbahnplatte
ist monolithisch mit den Pfeilern
verbunden, die oberhalb der Fahrbahn
als steife Scheiben zur Verankerung der
verhältnismäßig fl achen Schrägseile ausgeführt
sind. Zur Erzielung der für eine integrale
Brücke erforderlichen Nachgiebigkeit
nimmt die Breite der Pfeilerscheiben
zum Pfeilerfuß hin kontinuierlich ab. Die
Querscheiben der Pfeilerrahmen wurden
vorgespannt, um die Querschnitte trotz
der großen horizontalen Verformungen
mit möglichst geringen Abmessungen
realisieren zu können.
Ein weiterer Meilenstein des modernen
Brückenbaus wurde mit dem Viadukt
über das Tarntal im Zuge der A 75 bei
Millau geschaffen, einer mehrfeldrigen
Schrägseilbrücke, bei der in vielerlei Hinsicht
(technische) Grenzen überschritten
wurden. Nach langen Untersuchungen
und Machbarkeitsstudien entschied man
sich für den gewaltigen Brückenschlag
S Y M P O S I U M
nach dem Entwurf von Michel Virlogeux
mit Unterstützung von Norman Foster,
der eine mehrfeldrige Schrägseilbrücke
mit sechs Hauptfeldern à 342 m Spannweite
vorsah. [4] [14]
Der Millau-Viadukt stellt ein mehrfeldriges
Rahmensystem dar, bestehend aus
einem schrägseilgestützten Überbau
als Stahlhohlkasten mit orthotroper
Platte, der biegesteif mit den Pfeilern
und Pylonen verbunden ist. Die Pylonen
wurden dabei als Stahl-Hohlkasten-Konstruktion
mit dem Überbau verschweißt
und verfügen durch die Ausführung als
A-Pylonen über die erforderliche Steifi gkeit
in Längsrichtung, zur Aussteifung
gegen unsymmetrische Verkehrslasten.
Die biegesteife Verbindung mit den Pfeilern
erfolgte nach dem Einschieben des
Überbaus, indem der Hohlkasten über
jeder der aufgelösten Pfeilerscheiben mit
Spanngliedern auf je zwei 120-MN-Kalottenlager
gespannt wurde. Das Aufl ösen
der Pfeiler in zwei schlanke Scheiben war
zur Ausbildung einer entsprechenden
Nachgiebigkeit gegenüber Längenänderungen
des durchgehenden Überbaus
notwendig. Bewegungen von ± 600 mm
im Gebrauchszustand werden an den
Brückenenden durch Maurer-Schrägtraversen-Dehnfugen
aufgenommen. [15]
Die Steifi gkeitsverteilung zwischen Pylonen,
Überbau und Pfeilern ist das Ergebnis
umfangreicher Untersuchungen, in
20 Mezcala Bridge (1987)
© Frank Lehnerz/
www.structurae.de
21 Sunniberg Bridge (1998)
© Prof. Dr.-Ing. Christian Menn
22 Millau Viaduct (2004)
© Gary Keeling/
www.gkweb.net
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
erster Linie statischer Parameterstudien,
die letztlich formbestimmend waren
und nicht unerheblich durch das für die
Herstellung vorgesehene Taktschiebeverfahren
beeinfl usst sind. Die gewählte
Konstruktionsweise besticht im Ergebnis
durch die exzellente und konsequente
Antwort auf sämtliche Randbedingungen
bei einer gleichzeitig außergewöhnlichen
Gestaltung.
Die Golden Ears Crossing über den Frasier
River in Vancouver, Kanada, wurde im Jahr
2009 mit drei Hauptfeldern mit jeweils
242 m Spannweite als mehrfeldriges
Rahmensystem nach einem Entwurf
von Buckland & Taylor fertiggestellt. Der
Stahl-Verbund-Trägerrost (aus wetterfestem
Baustahl) mit zwei außenliegenden
Hohlkastenträgern ist biegesteif mit
den Masten verbunden und mit relativ
fl achen, harfenförmig angeordneten
Schrägseilen gestützt. Auch hier wurden
die Pfeiler unterhalb des Überbaus in zwei
längsweiche Scheiben aufgelöst, um die
Zwangsreaktionen bei Längenänderungen
des Decks zu verringern.
2.4 Systeme mit Aussteifungsseilen
Seit den frühen mehrfeldrigen, »seil«gestützten
Brücken ist die Verwendung
von Aussteifungsseilen als Über- und
Unterspannkonstruktionen bekannt und
können, wie beschrieben, verschiedene
Seilanordnungen verwendet werden.
Leider sind die wenigen vorhandenen
technischen Informationen nur schwer
aufzufi nden, zumal die allermeisten dieser
Brücken heute nicht mehr existieren.
Einer der ersten neuzeitlicheren Entwürfe
einer mehrfeldrigen Schrägseilbrücke
mit Aussteifungsseilen wurde von Fritz
Leonhardt und Jörg Schlaich im Jahr 1971
für die Querung des Ganges bei Patna
vorgeschlagen. [4] [5] [7] Leonhardt und
Schlaich entwickelten eine mehrfeldrige
Schrägseilbrücke mit überkreuzten
Aussteifungsseilen in jedem zweiten
Feld, wobei diese Felder zur Erhöhung der
Steifi gkeit, dem Prinzip der klassischen
Schrägseilbrücke Rechnung tragend,
jeweils 20% kürzer vorgesehen waren.
Jörg Schlaich und Rudolf Bergermann
arbeiteten 1988 eine verfeinerte Lösung
jenes Konzepts mit regelmäßigen, sich
abwechselnden Spannweiten von 220 m
und 180 m für einen Wettbewerbsentwurf
für die Prince Edward Island Bridge
aus. [27] Ihr Entwurf zeichnet sich zudem
durch die Idee aus, die ausgesteiften Nebenfelder
mit je einem frei auskragenden
halben Hauptfeld im Dock vorzufertigen
und mit einem speziellen Tragrahmen auf
Pontons einzuschwimmen.
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
23 Golden Ears Bridge (2009)
© Bilfi nger Berger Ingenieurbau GmbH
24 Pont de Cavaillon sur la Durance (1837), Pont de Chalonnes-sur-Loire (1841),
Pont de Collèges (1845)
© www.art-et-histoire.com
25 Entwurf der Patna-Brücke (1971)
© schlaich bergermann und partner
26 Entwurf der Prince Edward Island Bridge (1988)
© schlaich bergermann und partner
Ein weiterer auf diesem Prinzip basierender
Entwurf wurde wenig später von
Schlaich und Bergermann mit Spannweiten
von 400 m und 320 m für eine Querung
der Straße von Gibraltar vorgestellt
[27] – mit der zusätzlichen Besonderheit,
dass die Maste im Bereich größerer
Wassertiefen auf schwimmenden, am
Meeresboden mit Seilen verankerten
Stahlbeton-Hohlkästen »gegründet«
werden sollten.
Abgesehen von den historischen Vertretern
und verschiedenen unausgeführten
Entwürfen gilt Jörg Schlaichs und Rudolf
Bergermanns Ting-Kau-Brücke über den
Rambler Channel in Hong Kong als die erste
bedeutende mehrfeldrige Schrägseilbrücke
mit Aussteifungsseilen. [24] [25]
Der zentrale Mast zwischen den beiden
Hauptfeldern mit 475 m bzw. 448 m
Spannweite wurde an seinem Kopf mit
Seilen zu den äußeren Masten hin ausgesteift,
was dieser Brücke ihr außergewöhnliches
Erscheinungsbild verleiht.
In Verbindung mit den in Querrichtung
angeordneten »diamond«-förmigen Aussteifungsseilen
gelang es, die Maste trotz
hoher Beanspruchungen außerordentlich
27 Ting Kau Bridge (1998)
© Pawel Knapinski/
www.picasweb.google.com
72

73
schlank auszubilden. Ähnlich wie bei den
bereits erläuterten Bauwerken führte
auch bei der Ting-Kau-Brücke das konsequente
Bemühen, allen maßgeblichen
Randbedingungen in technisch optimaler
Weise gerecht zu werden, zum endgültigen
Entwurf:
– Die Brücke befi ndet sich in einer Region
mit jährlicher Taifun-Periode, in der
Windgeschwindigkeiten über 100 m/s
auftreten. Eine schlanke Konstruktion
sowohl des Überbaus als auch der Maste
war daher unbedingt anzustreben.
– Der Rambler-Channel ist eine hochfrequentierte
Wasserstraße, Schiffe mit
Anpralllasten bis zu 220.000 t mussten
im Entwurf berücksichtigt werden,
entsprechend aufwendig gestalten
sich die Gründungen und deren Schutzeinrichtungen,
eine Minimierung der
Gründungen war daher wünschenswert.
– Insbesondere im Nebenkanal standen
große Bereiche mit tieferliegendem
kontaminiertem Baugrund an. Gründungen
in diesen Bereichen wären
daher zusätzlich aufwendig gewesen,
so dass alle Varianten, die kurze Spannweiten
über dem Nebenkanal vorsahen,
verworfen wurden. Letztendlich
gab das Vorhandensein eines »Unterwasserhügels«
den letzten Wink, dort
einen Mast zu stellen.
– Ein großer Brückenschlag mit einer
Hänge- oder auch Schrägseilbrücke
mit über 1.000 m Spannweite wäre
beim damaligen Stand der Technik
(Berechnung und Konstruktion) eine
erhebliche Herausforderung und damit
unwirtschaftlich gewesen.
29 Entwurf der Poole Harbour Bridge (1998)
© Flint & Neill
30 Munskoje Bridge (2007)
© Disssing + Weitling
28 Ting Kau Bridge: Maste mit Queraussteifung
© schlaich bergermann und partner
Hinzu kam die Vorgabe einer verhältnismäßig
kurzen Bauzeit, der man ebenfalls
mit der Konstruktion begegnete: Die
vier gewählten Seilebenen erlaubten
einerseits durch die Halbierung der Querspannweite
den erwünschten schlanken
Stahl-Verbund-Trägerrost auszuführen,
andererseits konnte parallel an mehreren
Kragarmen gleichzeitig operiert werden,
durch die kleineren und leichteren Einheiten
sowie die Verwendung von Vollfertigteilen
für die Fahrbahnplatte war
ein schnellerer Baufortschritt und damit
die planmäßige Fertigstellung der Brücke
möglich.
Eine Reihe jüngerer Entwürfe mit dem
Prinzip der Aussteifungsseile wurde
im vergangenen Jahrzehnt ausgearbeitet,
darunter zum Beispiel jener von
Flint & Neill mit Dissing + Weitling im
Jahre 1998 für den Bau der Poole Harbour
S Y M P O S I U M
Bridge als mehrfeldriger Schrägseilbrücke
mit A-Pylonen und durchgehendem
Stabilisierungsseil an den Pylonköpfen.
[28] Ein weniger spektakuläres, aber nicht
minder interessantes, realisiertes Beispiel
ist die Munskoje-Brücke, konzipiert von
Cowi mit Dissing + Weitling im Jahr 2007.
3 Schrägseilbrücken von morgen
3.1 Brücken in der Bauausführung
Eine der nächsten mehrfeldrigen
Schrägseilbrücken, deren Fertigstellung
bevorsteht, ist die über den Oka-Fluss
in Murom, Russland. Es handelt sich um
ein mehrfeldriges Bauwerk mit zwei
Hauptspannweiten von jeweils 231 m,
überbrückt mit einem Stahl-Verbund-
Trägerrost.
Eine weitere interessante Lösung ist die
seit 2007 im Bau befi ndliche, vom Daelim
Consortium ausgearbeitete Sepoong
31 Oka-Brücke (2009)
© Peri GmbH
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
32 Entwurf der Sepoong Bridge (2007)
© Aus [33]
Bridge in Südkorea, deren Verkehrsübergabe
zur Expo 2012 geplant ist. [33] Ihr
Entwurf beinhaltet eine vierfeldrige,
im Grundriss gekrümmte Schrägseilbrücke
mit zwei Hauptfeldern mit jeweils
220 m Spannweite. Der Überbau soll als
torsionssteifer, einzelliger Hohlkasten mit
strebengestützer Kragplatte in Segmentbauweise
hergestellt und über eine mittig
angeordnete harfenförmige Seilebene
aus Parallellitzenseilen gestützt werden.
Die in Querrichtung sehr schlanken
Stahlbetonmaste sind, ähnlich der Ting-
Kau-Brücke, mit vorgespannten Parallellitzenseilen
am Mastkopf ausgesteift. In
Längsrichtung haben sie für die Aussteifung
des Decks gegen unsymmetrische
Verkehrslasten etwa die vierfache Steifi
gkeit; unterhalb des Überbaus werden
sie als breite Pfeilerscheiben fortgeführt,
um die aus der Krümmung resultierenden
Querbiegemomente aufzunehmen.
In Hanoi City, Vietnam, wurde im vergangenen
Herbst mit dem Bau der Nhat-
Tan-Brücke über den die Stadt im Norden
umfl ießenden Red River begonnen. Sie
ist eine sechsfeldrige, zum Mittelpylonen
symmetrische Schrägseilbrücke mit vier
Hauptspannweiten von jeweils 300 m,
entworfen von den japanischen Ingenieuren
Nippon Engineering Consultants.
[29] schlaich bergermann und partner
35 Entwurf der Fehmarnbelt-Brücke (2009)
© Aus [31]
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
33 Entwurf der Nhat Tan Bridge (2009)
© Nippon Engineerings Consultants
34 Nhat Tan Bridge: Pylonansichten
© Nippon Engineerings Consultants
haben im Auftrag des vietnamesischen
Verkehrsministeriums die Ausführungsplanung
im Jahr 2008 unabhängig
geprüft. Der durchlaufende Überbau,
hergestellt als Stahlträgerrost mit zwei
außenliegenden Längsträgern und einer
Fahrbahnplatte aus nur 26 cm dicken
Vollfertigteilen in Verbundbauweise,
ist elastisch mit den sehr steifen ca.
110 m hohen Betonpylonen verbunden.
Gestützt wird er durch die fächerartig
angeordneten Schrägseile, die als Paralleldrahtseile
ausgeführt werden sollen.
An den Trennpfeilern sind Fahrbahnübergänge
für Bewegungen von ca. ± 600 mm
sowie für ungünstige Verkehrslaststellungen
erforderliche »Hold-down«-Spannglieder
vorgesehen. Die Nhat-Tan-Brücke
entspricht damit im Wesentlichen dem
Prinzip der Aussteifung mit steifen Pylonen,
wobei der Überbau hier zur Aufnahme
der Erdbebenlasten durch große,
steife Elastomerlager mit den Pylonen
gekoppelt wird. Eine weitere Besonderheit
sind die steifen Gründungen der
Pylonen als »steel-Pipe-sheet-pile-foundation«
[29] mit sogenannten Stahlrohr-
Spundwandkästen, eine Methode, die in
Japan entwickelt und vielfach ausgeführt
wurde. Diese Gründungsart birgt neben
der außergewöhnlich großen Steifi gkeit
weitere Vorteile wie beispielsweise eine
hohe Sicherheit gegen Auskolkung und
den Verzicht auf temporäre Verbauten, so
dass im Fall der Nhat-Tan-Brücke, bei der
auch eine vollständige Umschichtung des
Gewässerbettes berücksichtigt werden
musste, eine optimale Bauweise gewählt
wurde.
3.2 Brücken in der Planungsphase
Eines der derzeit konkretesten, in der
Planungsphase befi ndlichen Großprojekte
für eine mehrfeldrige Schrägseilhauptbrücke
ist die geplante Querung
des Fehmarnbelts zwischen Dänemark
und Deutschland. Seit April 2009 werden
verschiedene Brücken- und Tunnelvarianten
im Rahmen einer detaillierteren
»value-engineering-study« von einem
Planungsteam mit Cowi, Obermeyer,
Leonhardt Andrä und Partner sowie Dissing
+ Weitling untersucht mit dem Ziel,
bis Frühsommer 2010 eine Vorzugslösung
für eine mehrfeldrige Schrägseilbrücke
und eine Tunnelvariante auszuarbeiten.
Nebenstehende Abbildung zeigt noch
das Resultat der Machbarkeitsstudie [31],
74

75
eine Mehrfeldbrücke mit drei Hauptfeldern mit jeweils 724 m
Spannweite, einem doppelstöckigen Fachwerk-Verbundträger
für Eisenbahn- (unten) und Straßenverkehr, aufgehängt an
steifen, 280 m hohen Doppel-A-Pylonen.
In Schottland wird augenblicklich eine neue, weitere Querung
des Forth nahe der berühmten Firth-of-Forth-Brücke als mehrfeldrige
Schrägseilbrücke geplant. Die aktuelle Lösung der
Arbeitsgemeinschaft aus Arup, Jacobs und Dissing + Weitling
sieht eine vierfeldrige Schrägseilbrücke mit zwei Hauptfeldern
mit jeweils 650 m Spannweite und mittig als Halbharfen
angeordnete Seilebenen vor. Eine Besonderheit dieser Konzeption
ist, dass erstmals in neuerer Zeit eine Aussteifung mit
sich in den Hauptfeldern überlappenden Schrägseilen gewählt
wurde.
Eine vierfeldrige Schrägseilbrücke mit 2 × 300 m Hauptspannweite
und Mittelaufhängung in Form einer echten Harfe ist
zudem für eine Querung des Mersey River südlich von Liverpool
vorgesehen. [34] Das Aussteifungskonzept besteht in diesem
Fall aus der Kombination eines steifen Fachwerkträger-Überbaus
mit deutlich höheren Außenmasten, die damit den
größeren Teil der Hauptfelder aussteifen; die erforderlichen
Rückhaltepfeiler fehlen noch in der nachfolgend abgebildeten
Visualisierung.
Eine Entwurfsstudie, die alles Bisherige einschließlich der
geplanten Messina-Brücke in den Schatten stellt, ist das Tsugaru
Strait Crossing Project in Japan. Die Tsugaru-Straße trennt
die beiden Hauptinseln Hokkaido und Honshu vollständig bei
einer minimalen Breite von ca. 19 km. Die bis heute einzige
feste Verbindung zwischen den beiden Inseln ist der ab 1971
gebaute und 1988 eröffnete knapp 54 km lange Seikan-Tun-
36 Entwurf des Forth Replacement Crossing (2009)
© Dissing + Weitling
37 Entwurf der Mersey Gateway Bridge (2009)
© Aus [34]
38 Entwurf der Tsugaru Strait Crossing (2005)
© Aus [30]
Brückensicherheit:
Auffangnetze aus
Edelstahl
Jakob GmbH
73760 Ostfi ldern
Tel. 0711 45 99 98 60
S Y M P O S I U M
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
nel auf der Westroute, der immer noch
längste Tunnel der Welt. Im Rahmen einer
zwischen 2004 und 2006 unter Prof. Yukitake
Shioi und Prof. Akira Hasegawa erarbeiteten
Machbarkeitsuntersuchung [30]
wurde eine mehrfeldrige, hybride Schrägseil-Hängebrücke
konzipiert mit zwei
Hauptfeldern mit 4.000 m (!) Spannweite.
Die nördlich und südlich anschließenden
Vorlandbereiche sind als »klassische«
Dreifeld-Schrägseilbrücken mit jeweils
2.000 m Hauptspannweite geplant. Im
Rahmen dieser Studie wurden auch vollelastische
Windkanalversuche und Verformungsmessungen
am 1:1000-Modell
mit unterschiedlichen Seilanordnungen
durchgeführt. Die abgebildete hybride
Variante wies die beste Performance auf,
wobei immer noch Verformungen unter
halbseitigen Verkehrslasten in einer Größenordnung
von 16–18 m eintreten. Eine
weitere Herausforderung besteht in der
Gründung der ca. 480 m hohen Pylonen
in etwa 270 m Wassertiefe, eine Bauwerkshöhe,
die bis vor kurzem Weltrekord
gewesen wäre. Hierfür wurden ebenfalls
diverse Studien durchgeführt, auch unter
Berücksichtigung von Lösungen aus dem
Bereich der Offshorebohrinsel-Konstruktionen.
4 Schlussbemerkungen
Mehrfeldrige, seilgestützte Brücken haben
eine lange Geschichte. Boten sie vor
etwa 150 Jahren eine machbare Lösung,
breitere Flüsse und Ströme, herstellungsbedingt
in niedriger Höhe, zu überwinden,
sind Berechnungs- und Konstruktionsmethoden
inzwischen so weit ausgereift,
dass auch breiteste Hindernisse
in großer Höhe wirtschaftlich überquert
werden können. Dabei ist bemerkenswert,
dass sich die grundsätzlichen statischen
Prinzipien zur Ausführung bzw.
Aussteifung insbesondere mehrfeldriger
Schrägseilbrücken bis heute nicht geändert
haben.
Die vorgestellten Beispiele zeigen, dass
mit diesen Prinzipien auf unterschiedlichste
Randbedingungen reagiert
werden kann – und bei konsequent
ingenieurmäßiger »Abarbeitung« jener
Randbedingungen außergewöhnliche
und herausragende Bauwerke entstehen.
Der immer größer werdende Zuspruch,
den mehrfeldrige Systeme mittlerweile
erfahren, lässt erwarten, dass die Entwicklung
noch nicht am Ende ist und vor
allem auch durch den Betrieb der neueren
Brücken, aber ebenso der »klassischen«
Systeme weitere Erkenntnisse erlangt
werden, um Eigenschaften wie Dauerhaftigkeit,
Robustheit und Material-Perfor-
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
mance zu optimieren, wie beispielsweise
die Entwicklung von »slim-pipes« für
Parallellitzenseile.
Der heutige Brückenbauer unterscheidet
sich nicht vom Baumeister der Vergangenheit
in seiner Suche nach neuen technischen
Herausforderungen und seinem
Bestreben, diese technisch sinnvoll und
ökonomisch angemessen zu lösen. Dem
modernen Brückeningenieur stehen mit
der globalen Vernetzung jedoch Erkenntnisse
und Erfahrungen zur Verfügung,
die in vernünftiger, sich ergänzender
Teamarbeit mit Architekten zu neuen
und herausragenden, gesamtheitlichen
Lösungen führen können.
Das Gebiet der mehrfeldrigen Seilbrücken
mit seinen hohen technischen Anforderungen
bietet damit auch die Chance,
wieder zu etwas mehr vom Tragverhalten
geprägten Brückenentwürfen zurückzufi
nden – entgegen dem derzeitig zu
beobachtenden, hinterfragenswerten
Trend, das Tragwerk der Gestaltung unterzuordnen.
Die weitere Entwicklung von mehrfeldrigen
Seilbrücken wird spannend sein,
und die ingeniösen Leistungen der alten
Baumeister sollten Motivation und Ansporn
für uns sein, ihnen nachzueifern
und gut gestaltete, aber ebenso effi ziente
Brückenkonstruktionen zu entwerfen, zu
planen und zu bauen.
Autoren:
Dipl.-Ing. Andreas Keil
Dipl.-Ing. Philipp Wenger
schlaich bergermann und partner
Beratende Ingenieure im Bauwesen, Stuttgart
Literatur
[1] Wagner, M.: The Gisclard Bridges; zu fi nden
unter: www.timbreponts.fr/articles_et_publications/gisclard-bridges.htm.
[2] Gisclard, A.: Brevet d’Invention no. 295003
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[3] Leonhardt, F.: Brücken. Bridges. Stuttgart
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[4] Virlogeux, M.: Bridges with multiple cablestayed
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[5] Schlaich, J.: Cable-stayed bridges with special
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[8] Saad, F.: Design recommendations for multispan
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in: Beton- und Stahlbetonbau,
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[10] Viadukt von Polcevera; in: Bautechnik Nr. 2,
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[11] Combault, J. et al.: Rion-Antirion Bridge,
Greece. Concept, Design and Construction; in:
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[12] Maurer Söhne: Project info »Rion-Antirion/
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[13] Katzenbach, R., Schmitt, A., Turek, J.: Innovatives
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[14] Virlogeux, M.: The viaduct over the river Tarn
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[15] Maurer Söhne: Project info »Millau Viaduct,
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[18] Menn, C. et al.: Sunnibergbrücke. Konzept,
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[20] Klinkenberg, W.: Ideenwettbewerb für eine
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[21] Changyu, S.: Yiling multi-span cable-stayed
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[22] Sherif, A., Dilger, W., Tadros, G.: A multi-span
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[23] Moia, P.: Projet de pont pour la traverse du
Petit-Lac; in: SIA, No. 12, 1996.
[24] Bergermann, R., Schlaich, M.: Die Ting-Kau-
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und Konstruktion; in: Bauingenieur 74, 1999.
[25] Bergermann, R., Schlaich, M., Näher, F.: Die
Ting-Kau-Schrägkabelbrücke in Hong Kong.
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[26] Schlaich, M., Bergermann, R.: Monoleg Towers
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[28] Firth, I: Poole Harbour Bridge. Innovation in
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[29] Nippon Engineering Consultants Co. Ltd.: Detailed
Design Report of the Main Cable-Stayed
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[30] Shioi, Y., Hasegawa, Wang, H.: Case Study for
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[31] Feasibility Study Fehmarnbelt Link. Bericht Nr.
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[32] Marc Seguin; zu fi nden unter wwwart-et-histoire.com.
[33] Korean Curves; in: Bridge Design & Engineering,
No. 55, 2009, S. 46–49.
[34] Gateway Goal; in: Bridge Design & Engineering,
No. 57, 2009, S. 36–39.
76

77
Ganzheitliches Entwerfen im Brückenbau
Deh Cho Bridge im Norden Kanadas
� � � von Matthias Schüller
1 Visualisierung der Deh Cho Bridge
© Infi nity Engineering Group
Der ursprüngliche Entwurf für eine
Brücke über den Mackenzie River
im Norden Kanadas erwies sich als
schwierig durchsetzbar wegen technischer
und baubedingter Probleme.
Der neuverfasste Brückenentwurf
musste daher einem sehr straffen
Zeitplan und den teilweise bereits
fertiggestellten Pfeilern genügen.
Dieser Beitrag beschreibt das Bauwerk,
insbesondere den ganzheitlichen
Entwurfsprozess in Hinblick
auf Wirtschaftlichkeit, Ästhetik,
Bauverfahren und Dauerhaftigkeit.
Ferner diskutiert werden die Bedeutung
von Entwurfsgrundsätzen und
Versagensmechanismen im Brückenbau.
1 Einleitung
In den frühen 1930er Jahren kamen
die ersten Siedler nach Yellowknife, der
Hauptstadt der Northwest Territories in
Kanada. Zur damaligen Zeit reisten die
Menschen entweder mit Pferden im Sommer
oder mit Hundeschlitten im Winter.
Eine gut ausgebaute Straße wurde erst
1968 fertiggestellt: Der sogenannte
Yellowknife Highway erstreckt sich über
530 km von der nördlichen Grenze der
Provinz Alberta bis nach Yellowknife, doch
bis heute ist die Straße nicht durchgängig
befahrbar. Der 1.738 km lange Mackenzie
River wird in der Nähe von Fort Providence
im Sommer mit einer Fähre und im Winter
mit Hilfe einer »Ice Road« überwunden. In
den Frost- und Tauperioden ist die Verbindung
bis zu vier Wochen unterbrochen.
Die Deh Cho Bridge soll nun eine ganzjährige
Landverbindung nach Yellowknife
ermöglichen.
2 Längsschnitt und Lageplan
© Infi nity Engineering Group
S Y M P O S I U M
Im Jahre 2007 sind die Regierung der
Northwest Territories und die Deh Cho
Bridge Corporation in eine Public-Private-Partnership
eingetreten, um die
erste Brücke über den Mackenzie River zu
bauen. Die neue Brücke wird errichtet in
unmittelbarer Nähe des Great Slave Lake,
der mit 27.000 km² Fläche zu den zehn
größten Seen der Welt gehört.
Der ursprüngliche Entwurf sah einen
zweistegigen Verbundträger-Überbau auf
insgesamt acht Pfeilern vor. Wegen Windbeanspruchungen
wurden allerdings
Öffnungen in den Stegen angeordnet,
so dass sich der Überbau als ein Warren-
Fachwerkträger klassifi zieren ließ. Die
neun Spannweiten wurden mit 90 m, 3 ×
112,50 m, 190 m, 3 × 112,50 m, 90 m moderat
gewählt. In der Hauptöffnung sollte
der biegesteife Überbau ähnlich wie eine
»Extradosed Bridge« abgespannt werden,
um die Lasten eines 105 m langen Schwe-
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
beträgers aufnehmen zu können, den
man mittels Pendeln gelenkig gelagert an
den Kragarmspitzen der Rampenbrücken
aufhängen wollte. Das sich so ergebende
statische System mit zwei zusätzlichen
Fugen in der Hauptspannweite ähnelte
der von Heinrich Gottfried Gerber
(1832–1912) erstmals vorgeschlagenen
Struktur einer Auslegerbrücke, die im 19.
und zu Beginn des 20. Jahrhunderts oft
angewendet wurde. [1] [2] [3]
Ungünstige Querschnitte für die Gurte,
Streben und Pfosten des Warren-Fachwerkträgers,
eine längs- und quervorgespannte
Betonfahrbahnplatte sowie das
Stangen-Abspannsystem des ursprünglichen
Entwurfes erwiesen sich in mehrfacher
Hinsicht als technisch bedenklich
und unwirtschaftlich. Außerdem war die
Anwendung des vorgesehenen Taktschiebeverfahrens
für die Rampenbrücken
nicht ohne weiteres möglich. Der neuverfasste
Entwurf respektiert die anspruchsvollen
gestalterischen Vorgaben der
vorherigen Konzeption, setzt allerdings
konsequent auf Leichtbauprinzipien,
bewährte Technologien für die hochfesten
Zugglieder und berücksichtigt bereits
in der Entwurfsphase ein wirtschaftliches
Bauverfahren.
Eine besondere Herausforderung war
der straffe Zeitrahmen von nur sechs
Monaten für die Entwurfsbearbeitung
und Ausführungsplanung. Deshalb
wurde Projektmanagement und Qualitätssicherung
von Anfang an Beachtung
geschenkt. Kritische Bereiche, deren
gegenseitige Abhängigkeiten und heikle
Phasen wurden frühzeitig erkannt und
entsprechend behandelt.
2 Ganzheitliche Entwurfsgrundsätze
2.1 Leicht- und Verbundbau
Fachwerkträger sind aufgelöste Strukturen,
die sich weit verbreitet und sehr
vielseitige Anwendungen im Stahlbrückenbau
gefunden haben. [4] Sie sind ein
ausgezeichnetes Beispiel für Leichtbauweisen
im Brückenbau, da bei ihnen die
Stabquerschnitte vorrangig nur durch
Zug- und Druckkräfte beansprucht werden.
Heute werden Fachwerkträger gerne
auch mit Betonfahrbahnplatten im Verbund
hergestellt, um die wirtschaftlichen
Vorteile beider Konstruktionsweisen zu
nutzen. [5] Dabei gilt es die Fahrbahnplatte
so dünn wie möglich auszubilden, um
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
3 Nachtansicht der Brücke
© Infi nity Engineering Group
4 Querschnitte der Pfeiler
© Infi nity Engineering Group
die Eigenlast der Brücke weiterhin niedrig
zu halten. Die hohen Verkehrslast-Teilsicherheitsbeiwerte
und Schwingfaktoren,
als »Dynamic Load Allowance« in der
kanadischen Brückennorm bezeichnet
[6], die im Ultimate-Limit-State-(ULS-)
Nachweis anzusetzen sind, bestimmten
im Fall der Deh Cho Bridge die Fahrbahnplattendicke.
Um eine im Durchschnitt
lediglich 215 mm dicke Platte realisieren
zu können, wurde die Bruchlinientheorie
angewendet. [7] Aufgrund des reduzierten
inneren Hebelarms erfordern dünne
Platten einen vergleichsweise erhöhten
Bewehrungsaufwand, der aber gerade
beim Service-Limit-State-(SLS-)Nachweis
im Zusammenhang mit der Rissbreitenbeschränkung
positiv in Erscheinung tritt.
2.2 Fugenlose Bauweise
Die fugenlose Bauweise vermeidet anfällige
Fahrbahnübergänge und vermindert
den Wartungs- und Unterhaltsaufwand.
[8] Entwurfsziel war deshalb ein Deck, das
fugenlos über die gesamte Brückenlänge
von 1.045 m durchläuft. Dies bedingte
besondere Überlegungen, um zum einen
Temperaturverformungen zwängungsarm
zu gewährleisten und zum anderen
Erdbebenlasten auf mehrere Pfeiler zu
verteilen. Sogenannte Lock-up Devices,
die zwischen Überbau und Pfeiler installiert
werden, machen diesen Widerspruch
möglich. [9] Die wie hydraulische Stoßdämpfer
aussehenden Elemente sind mit
Öl gefüllte Zylinder, die eine bedeutende
Kolbenbewebung nur zulassen, wenn
eine gewisse Kraft über einen längeren
Zeitraum von mehreren Stunden aufgebracht
wird.
2.3 Versagensmechanismen
Das »Redundancy Principle« basiert auf
der Überlegung, neben den Primärlastpfaden
weitere, sogenannte Sekundärlastpfade
bereitzustellen, um im Grenzfall
Traglastreserven zu aktivieren. Das bedeutet,
dass bereits im Entwurfsstadium
Versagensmechanismen durchgespielt
werden.
Sekundärlastpfade müssen nicht teuer
sein. Viele Tragwerke erlauben das vollständige
Versagen einzelner Tragwerkskomponenten,
ohne dass ein fataler
Brückeneinsturz die Folge wäre. Manche
Regelwerke fordern sogar die Berücksichtung
extremer Annahmen wie den
schlagartigen Ausfall eines Schrägseils.
78

79
[10] Grundsätzlich sollte der entwerfende
Ingenieur eine klare Vorstellung vom
Tragverhalten unter den verschiedensten
Lastfallkombinationen haben. Werden
keine Ersatz-Lastpfade eingeplant, sollten
die schwächsten Glieder der nun lebenswichtigen
»Lastpfad-Ketten« bewusst
gewählt und dimensioniert werden. Und
sie sollten unbedingt duktil ausgebildet
werden, um bei Überschreitung der planmäßigen
Beanspruchung eine Überlastung
durch Verformung oder zumindest
durch Beschädigung anzuzeigen, bevor
ein Versagen eintritt.
2.4 Extradosed Bauweise
In der Literatur werden hybride Brückentragwerke
mit biegesteifem Überbau
und Abspannungen auch als »Extradosed
Bridges« bezeichnet [11] [12], während
sie in [13] treffend als abgespannte
Balkenbrücken benannt werden. Im Fall
der Deh Cho Bridge können die Seitenspannweiten
nicht die Eigenlast der
Hauptspannweite in Balance halten,
ohne die Biegetragwirkung des Überbaus
in Anspruch zu nehmen. Deshalb muss
der Überbau in den Seitenspannweiten
paradoxerweise nach unten vorverformt
(unterhöht) werden, um Biegeverformungen
infolge Eigenlast auszugleichen. [14]
Damit unterscheidet sich dieses Tragsystem
einer Extradosed Bridge deutlich
von dem klassischer Schrägseilbrücken,
die bei kleinen Seilabständen mit sehr
schlanken Fahrbahnträgern auskommen.
2.5 Vollverschlossene Spiralseile
Für die hochfesten Zugglieder sind vollverschlossene
und galfanbeschichtete
Spiralseile mit vergossenen Ankerköpfen
vorgesehen; die Anordnung der Seile ist
in einem Bild veranschaulicht. Die Seile
werden konfektioniert mit planmäßigen
Längen geliefert, erlauben allerdings an
der überbauseitigen Verankerung eine
Längenvariation, um Fehler korrigieren
und Seilkräfte manipulieren zu können.
Im Vergleich zu den üblichen Litzenbündeln
sind Spiralseile schlanker und gestatten
kompakte Verankerungsdetails. Der
Korrosionsschutz und die Beschaffenheit
7 Überbau-Verformung während des Einhebevorgangs
© Infi nity Engineering Group
5 Planmäßige Überbau-Überhöhung
© Infi nity Engineering Group
6 Pylon und Seile
© Infi nity Engineering Group
der äußeren Drahtlängen lassen sich
zudem ausgezeichnet begutachten und
bei Bedarf auch ausbessern.
3 Bauausführung
3.1 Unterbauten
Die Pfeiler sind im Schutz von Kofferdämmen
fl ach im Flussbett gegründet. Die
massiven Kegel der unteren Pfeilerpartie
reduzieren den Eisdruck durch das Eisbrecherprinzip.
Auf die Weise wird eine sich
unter der Brücke hindurchschiebende,
geschlossene Eisfl äche nach oben hin
aufgebrochen, um Gassen für die Pfeiler
zu bilden. Die auf die Kegel aufgesetzten
Pfeilerköpfe sind vollständig aus Stahl gefertigt,
um einen zügigen Baufortschritt
trotz langer Frostperioden zu erzielen;
Gewindestangen sorgen dabei für eine
vorgespannte Verbindung von Kegel- und
Kopfpartien.
3.2 Überbau
Die Fachwerkträgersegmente werden
jeweils von den Widerlagern aus eingeschoben.
Das Taktschiebeverfahren ist
S Y M P O S I U M
eine Bauweise, die schon frühzeitig im
Stahlbau eingesetzt wurde. [15] Ein 57 m
langes Endstück, das nach Abschluss der
Taktschiebearbeiten eingehoben wird,
verbindet beide Rampen in Brückenmitte.
Dieses Verfahren wurde zum Beispiel bei
der Mainbrücke Nantenbach erfolgreich
angewandt. [16] Um die Fachwerkträger-
Verbindungen zwischen Rampen und
Schlussstück zwängungsfrei ausführen
zu können, wird der Überbau im Bereich
vom Widerlager bis zum Pfeiler 4, einem
Pylonpfeiler, vorab mit dem Deck belastet.
Das Deck der Hauptspannweite wird erst
nach Abschluss der Fachwerkträger-Montagearbeiten
hergestellt.
3.3 Seilinstallation und Seilkräfte
Um eine einfache Seilinstallation zu
ermöglichen, wird der Überbau am Pylonpfeiler
mittels hydraulischer Pressen
um etwa 1 m angehoben. Erst nachdem
alle Seile eingehängt sind, wird er wieder
in die planmäßige Lage abgesenkt. Seilkräfte
und Überbau-Überhöhung für die
kritischen Bauzustände werden vorgege-
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
ben und mit den vor Ort erzielten Werten
verglichen, damit Brückengeometrie und
Tragwerksbeanspruchungen innerhalb
zulässiger Toleranzen garantiert bleiben.
Für die Seile wurde zum Beispiel eine
Toleranz von +/-10 % der Seilkräfte im
Eigenlastzustand vorgegeben.
3.4 Fahrbahn
Die Fahrbahn wird aus vorgefertigten
Stahlbetonplatten mit 400 mm breiten
Ortbetonfugen zwischen den Fertigteilen
hergestellt. Die Verbundtragwirkung mit
dem Fachwerkträger wird erst nach dem
Verlegen aller Fertigteile aktiviert. Das
heißt, nur für zusätzlich aufgebrachte
Eigenlasten aus Asphalttrag- und -deckschichten,
Schrammborden und Geländer
sowie veränderliche Lasten aus Verkehr,
Temperatur, Wind etc. ist das Verbundsystem
aktiv. Diese Vorgabe reduziert die
Deck-Zugspannungen im Stützbereich
und die Schwindbeanspruchungen in
Deck und Fachwerkträger deutlich gegenüber
dem Pilgerschrittverfahren, bei dem
die Verbundtragwirkung einer Ortbeton-
Fahrbahnplatte im Feldbereich vorgezogen
aktiviert wird.
3.5 Verformungs- und
Überhöhungskontrolle
Mit steigendem Schlankheitsgrad kommt
den Verformungs- und Überhöhungsberechnungen
eine immer wichtigere
Bedeutung zu. In der Hauptspannweite
erreicht die Deh Cho Bridge eine Schlankheit
(Verhältnis der Konstruktionshöhe zu
Spannweite) von 1/42. Ein solcher Wert
ist im Normalfall sehr schlanken Biegeträgern
zugeordnet. Trotzdem konnte gezeigt
werden, dass vertikale Verformungen
für das anzusetzende Regelfahrzeug
nur 1/1.300 der Spannweite betragen.
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
Im Fall der hybriden Deh Cho Bridge
hängt die richtige Überbau-Überhöhung
von vielen Faktoren ab, beispielsweise
Eigenlasten, Überbau-Biegesteifi gkeit,
Fertigungstoleranzen, Seilkräften und
Bauverfahren. Eine Kontrolle der Überhöhung
während der Bauausführung ist
unumgänglich. Deshalb zeigen bereits die
Ausführungspläne Überhöhungskontrollwerte
für drei verschiedene Bauzustände:
1. nach dem Einstellen der Seilkräfte
durch Überbauabsenken,
2. vor dem Verlegen der Deckpanels und
3. vor dem Einbau der Asphalt-Tragschicht.
Eine begrenzte Überhöhungskorrektur
während der Bauausführung ist noch
möglich. Zum Beispiel kann das Spaltmaß
zwischen den Betonfertigteilen und den
Fachwerkträger-Obergurten variiert
werden.
4 Zusammenfassung
Der Entwurf der Deh Cho Bridge erforderte
eine ganzheitliche Betrachtung, um
den vielseitigen technischen und logistischen
Anforderungen gerecht zu werden.
Gerade Leichtbauprinzipien und die
fugenlose Bauweise können einen bedeutenden
Beitrag zum nachhaltigen Bauen
unter Berücksichtigung von Wirtschaftlichkeit,
Ästhetik, Bauverfahren und Dauerhaftigkeit
leisten. Die voraussichtlich im
November 2011 fertiggestellte Deh Cho
Bridge ist ein gutes Beispiel dafür.
Autor:
Dr.-Ing. Matthias Schüller, P.Eng.
Infi nity Engineering Group Ltd.,
North Vancouver, Kanada
Bauherr
Deh Cho Bridge Corporation, Yellowknife,
Northwest Territories, Canada
Entwurfs- und Ausführungsplanung
Infi nity Engineering Group Ltd., North Vancouver,
British Columbia, Canada
Baugrundgutachter
EBA Consulting Engineers and Scientists,
Yellowknife, Northwest Territories, Canada
Windgutachter
The Boundary Layer Wind Tunnel Laboratory,
University of Western Ontario, London, Ontario,
Canada
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Berufes. Berlin 1994, S. 218.
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Reinbeck b. Hamburg 1989, S. 207.
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S. 79.
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19. Jahrhundert. Düsseldorf 1991.
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132. Jg, Heft 5, 1989, S. 136.
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Highway Bridge Design Code CAN/CSA-S6-00.
Mississauga, Ontario 2000, S. 56.
[7] Braestrup, M.: Yield Line Theory and Concrete
Plasticity. Morley Symposium on Concrete
Plasticity and its Application, University of
Cambridge, 2007. Verfügbar im Internet
unter www.civ.eng.cam.ac.uk/cjb/concplas/
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Konstruieren von Integralen Betonbrücken;
in: Beton- und Stahlbetonbau, 99 Jg., Heft 10,
2004, S. 782.
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of Fluid Dampers in Structural Engineering,
2010. Verfügbar im Internet unter www.taylordevices.com/papers/history/design.htm.
[10] Post-Tensioning Institute: Recommendations
for Stay Cable Design, Testing, and Installation.
5. A. 2007, Farmington Hills, Michigan,
S. 53.
[11] Walther, R., Houriet, B., Isler, W., Moïa, P.:
Schrägseilbrücken. Düsseldorf 1994, S. 62.
[12] Meiss, K.: Anwendung von Strukturoptimierungsmethoden
auf den Entwurf mehrfeldriger
Schrägseilbrücken und Extradosed
Bridges. Dissertation Universität Stuttgart,
Beuren 2007. Verfügbar im Internet unter
www.elib.uni-stuttgart.de/opus/volltexte/2008/3536/pdf/Diss_Meiss.pdf.
[13] Pauser, A.: Massivbrücken. Ganzheitlich
betrachtet. Düsseldorf 2002, S. 157.
[14] Singh, P., Schüller, M., Oppel, S.: Deh Cho
Bridge. The Northern Link; in: 4D Journal, Oktober
2009, Larsa Inc., New York. Verfügbar im
Internet unter www.larsa4d.com/downloads.
aspx.
[15] Stiglat, K.: Brücken am Weg. Frühe Brücken
aus Eisen und Beton in Deutschland und
Frankreich. Berlin 1997, S. 41.
[16] Bühler, D.: Brückenbau. München 2000, S. 96.
Bauüberwachung
Sargent & Associates Engineering Ltd., Victoria,
British Columbia, Canada
Territorial Advisors
BPTECH-DNW Engineering Ltd., Edmonton,
Alberta, Canada & TYLIN International,
San Francisco, California, USA
Peer Review
URS Corporation, Tampa, Florida, USA
Ausführung Unterbauten
ATCON Construction INC., Miramichi,
New Brunswick, Canada & Ruskin Construction
Ltd., Prince George, British Columbia, Canada
80

81
Von Anfängen in Japan bis zur Gegenwart in der Slowakei
Ausgewählte Beispiele für Extradosed Bridges
� � � von Christian Gläser
Extradosed Bridges stellen eine
wirtschaftliche Möglichkeit dar, für
Spannbetonbrücken einen größeren
Hebelarm der Vorspannkraft nutzbar
zu machen. Die Anforderungen
an die verwendeten Spannglieder
liegen zwischen denen von Schrägseilen
und externen Spanngliedern.
In Japan wurden zahlreiche Brücken
unter Verwendung von externen
Spanngliedern mit verschiedenen
Litzentypen ausgeführt, bei einem
Projekt in der Slowakei bei Považská
Bystrica kommen Litzenbündelseile
Typ Dyna Grip® als Spannglieder
zum Einsatz.
1 Einführung
Seit der Einführung der »Richtlinie für Betonbrücken
mit externen Spanngliedern«
[1] in Deutschland müssen alle bisher
im Steg von Brücken mit Kastenquerschnitten
angeordneten Spannglieder als
externe Spannglieder ausgeführt werden,
deren vorrangige Vorteile im werkmäßig
hergestellten Korrosionsschutz sowie der
Kontrollier-, Nachspann- und Auswechselbarkeit
bestehen. [2] Bei Hohlkastenbrücken,
in denen ausschließlich externe
Spannglieder zum Einsatz kommen, ist
ein Verlust von innerem Hebelarm unumgänglich.
Zur Reduzierung des Überbaueigengewichts
und zur Erzielung eines größeren
inneren Hebelarms durch externe Vorspannung
regte der französische Ingenieur
Mathivat bereits 1988 in einem Sondervorschlag
zu einem Brückenbauwerk
an, auf eine Voutung des Querschnitts
zu verzichten und die Exzentrizität der
Spannglieder über dem Aufl ager durch
einen sogenannten Deviator zu erhöhen.
Diese neue Bauweise bezeichnete er als
»extradosed prestress«. [3]
In den letzten Jahren wurden in Japan,
aber auch in Frankreich sowie vermehrt in
Osteuropa »extradosed« Brücken gebaut.
Die Baukosten lagen dabei zwar über
denen einer Spannbetonbrücke, jedoch
niedriger als bei einer Schrägseilbrücke.
Eine Übersetzung des Begriffes »extradosed«
ins Deutsche ist schwierig und
könnte am ehesten mit dem Wort »überspannt«
geschehen.
2 Abgrenzung und Charakteristika
»Extradosed« Brücken stellen eine Mischform
zwischen Schrägseilbrücken und
extern vorgespannten Brücken dar. Bei
diesen Bauwerken verlaufen die Spannglieder
nicht innerhalb, sondern (auch)
außerhalb des Hohlkastens, wobei die
Tragprinzipien von Spannbetonbalken
und Schrägseilbrücken miteinander
verbunden werden.
Im Vergleich zur Schrägseilbrücke ist der
Überbau wesentlich steifer, und der Pylon
hat, bezogen auf die Spannweite, eine
geringe Bauhöhe (nur ca. 1/15–1/10 der
Spannweite). Durch die fl ache Seilneigung
erhält der Überbau aus der Seilkraft
eine erhebliche Normalkraftkomponente
und trägt die Lasten in erster Linie als
vorgespannter Biegeträger ab. Dadurch
fallen die möglichen Spannweiten kleiner
aus, so dass gegebenenfalls mehr Pylonen
erforderlich werden.
Im Vergleich zur Spannbetonbrücke kann
die Bauhöhe, insbesondere über den
Pfeilern, aber niedriger gehalten werden,
und es lassen sich größere Spannweiten
bewältigen.
3 Anforderungen an die Spannglieder
Im Vergleich zu externen Spanngliedern
sind vor allem zusätzliche Anforderungen
an den Korrosionsschutz in der freien Länge
zu stellen, da die Spannglieder ständig
der Bewitterung ausgesetzt bleiben. Die
Anforderungen an den Ermüdungswiderstand
sind ebenfalls höher als beim externen
Spannglied, aber niedriger als beim
Schrägseil. Es kann davon ausgegangen
werden, dass sämtliche Schrägseilsysteme
auch die Anforderungen für Spannglieder
von extradosed Brücken erfüllen.
Für externe Spannglieder sind bei der Verwendung
in extradosed Brücken jedoch
zusätzliche Nachweise zu erbringen.
S Y M P O S I U M
Werden Spannglieder mit Umlenksattel
am Pylonen ausgeführt, ist konstruktiv zu
gewährleisten, dass Biegespannungen in
den Spanngliedern an den Übergängen
der Umlenksättel minimiert werden, und
es ist nachzuweisen, dass ein Verschleiß
durch Reibung verhindert wird. Falls die
Auswechselbarkeit gefordert ist, muss
diese ebenfalls nachgewiesen werden.
4 Schwingbreiten und Seilkräfte
Externe Spannglieder in Deutschland
werden bei den üblichen Spannstahlfestigkeiten,
wie auch im Verbund liegende
Spannglieder, mit 72–76 % der charakteristischen
Zugfestigkeit vorgespannt.
Im Zulassungsverfahren werden diese
Spannglieder mit einer Schwingbreite
von 80 N/mm² bei 2 ·10 6 Lastwechseln
geprüft.
Bei Litzenbündelseilen wird im Gebrauchszustand
üblicherweise eine
Seilkraft entsprechend 45 % der charakteristischen
Zugfestigkeit der Einzellitze
verwendet. Zum Nachweis der hohen
Ermüdungsbeanspruchung werden diese
Litzenbündelseile mit einer Schwingbreite
von 200 N/mm 2 bei 2 ·10 6 Lastwechseln
geprüft.
Da insbesondere aufgrund der größeren
Überbausteifi gkeiten kleinere
Schwingbreiten in den Spanngliedern
der extradosed Brücken auftreten, wird
in [4] empfohlen, dass die zulässige Kraft
60 % der charakteristischen Zugfestigkeit
entsprechen kann.
5 Beispiele aus Japan
Seit 1994 werden in Japan extradosed
Brücken errichtet und haben sich als
wirtschaftliche Lösung bewährt. Bei
diesen Projekten kamen Spannglieder mit
bis zu 48 Litzen zum Einsatz, die entweder
aus nackten oder doppelt korrosionsgeschützten
epoxidbeschichteten Litzen
in HDPE-Hüllrohren, die in beiden Fällen
nach der Montage mit Zementmörtel
injiziert wurden, bestehen.
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
1 Shikari-Brücke über den Tokachi River
© Dywidag-Systems International GmbH/Sumitomo
3 In Japan ausgeführte Brücken mit DSI-Spanngliedern
© Dywidag-Systems International GmbH
Bei der Shikari-Brücke über den Tokachi
River in Hokkaido mit 610 m Gesamtlänge
wurde beispielsweise ein externes Spannglied
mit Zementinjektion gefordert. Zur
Anwendung gelangten externe Dywidag-
Spannglieder Typ MC mit 19 Litzen, die
zum Teil auch als externe Spannglieder im
Hohlkasten weitergeführt wurden. Um
den Ermüdungswiderstand zu erhöhen,
wurden zusätzliche Kunststoffelemente
an den Auslaufstellen am Pylonen und im
Überbau installiert.
Für die Matakina Bridge bei Nago mit
Spannweiten von 89 und 109 m wurden
Spannglieder, 19 bzw. 27 epoxidbeschichtete
Litzen umfassend, eingebaut und die
Hüllrohre nach deren Einbau mit einem
geringfügig quellenden polymermodifi -
zierten Leichtmörtel verpresst.
Können aus Platzgründen die Litzen am
Pylonen nicht verankert werden, müssen
Sattellösungen ausgeführt werden,
welche die Aufnahme von Kraftdifferenzen
in den Seilabschnitten beidseits des
Pylonen ermöglichen. Bei den in Japan
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
2 Matakina-Brücke über den Yanbaru-Stausee
© Dywidag-Systems International GmbH/Sumitomo
realisierten Brücken wurde zum Teil mit
Hilfe eines Systems aus zwei ineinandergesteckten
Rohren und einer Schubknagge
gewährleistet, dass Differenzkräfte in
den Parallellitzenbündeln sicher in den
Pylonen eingetragen werden und damit
die austauschbaren Parallellitzenbündel
nicht wie bei gewöhnlichen externen
Spanngliedern über die Umlenkung
gleiten können.
4 Bau der Brücke bei Považská Bystrica
© Dywidag-Systems International GmbH
6 Považská-Bystrica-Brücke, Slowakei
Die Stadt Považská Bystrica liegt im westlichen
Norden der Slowakei. Im Zuge der
Autobahn D1 entsteht dort bis zum Sommer
2010 eine 872 m lange extradosed
Brücke mit sieben Pylonen und Spannweiten
von 71 m, 6 × 122 m und 68 m. Die
einzellige Hohlkastenbrücke mit einem
sehr schmalen Kasten und mit Betonstreben
unterstützten Kragarmbereichen hat
eine Breite von 30,64 m und wird im Freivorbau,
von den Pylonen aus beginnend,
hergestellt.
Als Spannglieder werden Dywidag-Litzenbündelseile
vom Typ Dyna Grip® DG-P 37
verwendet. Diese bestehen aus siebendrahtigen
verzinkten, gewachsten und
PE-ummantelten Litzen, wie sie auch bei
den in Deutschland ausgeführten Projekten
Rheinbrücke Wesel und Ziegelgrabenbrücke
zum Einsatz kamen.
Um im Sattelbereich eine Kraftübertragung
zu gewährleisten, wird das austauschbare
Sattelrohr mit Zementmörtel
injiziert. Dazu werden die Litzen in diesem
Bereich bereits beim (Litzen-)Hersteller
abgemantelt und entwachst. Nach ihrem
Einbau wird der Übergangsbereich zwischen
Sattelrohr und freier Hüllrohrlänge
dann abgedichtet, um den Sattelbereich
später verpressen zu können. Das Vor-
82

83
5 Montage der Spannglieder in der Slowakei
© Dywidag-Systems International GmbH
spannen der Spannglieder erfolgt in zwei
Schritten mittels Einzellitzenpressen
nach dem patentierten Dywidag-Con-
Ten®- Verfahren.
Auftraggeber
Slovenská národná dialnicná spolocnost‘,
Bratislava, Slowakei
Entwurf und Tragwerksplanung
Strasky, Husty and Partners Ltd.,
Brno und Bratislava, Slowakei
Alfa 04, Bratislava, Slowakei
Lieferung der Seile
Dywidag-Systems International GmbH,
Unterschleißheim
Bauausführung
Arbeitsgemeinschaft Sverepec-Vrtižer
Doprastav a.s., Skanska BS a.s., Slowakei
7 Ausblick
Die Praktizierbarkeit der Bauweise »extradosed«
wurde im internationalen
Brückenbau mehrfach nachgewiesen. Die
Brücken der ersten Generation in Japan
können Anfangserfahrungswerte hin-
SH Verfahrensanweisung HV-Schrauben
DIN 18800-7 Abs. 8.6
Geprüfter Versuchsbericht / Geprüfte Verfahrensanweisung
Verfahrensanweisungen zum Anziehen von
HV-Schrauben am Schraubenkopf
Normschraube FK 10.9 nach DIN EN 14399-4
Verfahrensanweisung: VA HV-02
Anziehen von HV-Schrauben am Kopf bei Verwendung
einer in Baustahl geschnittenen Mutter
· HV-Normschraube 10.9 nach DIN EN 14399-4
· HV-Normschraube 300 nach DIN EN 14399-6,
nur unter dem Schraubenkopf
· Muttergewinde, in Baustahl S355 geschnitten
S Y M P O S I U M
sichtlich der Erhaltung dieser Bauwerke
liefern. Für die Anwendung in Deutschland
sind hingegen Bemessungsempfehlungen,
aber auch die Defi nition von
Anforderungskriterien für die Spannglieder
erforderlich.
Autor:
Dr.-Ing. Christian Gläser
CEO Europe Post-Tensioning
Dywidag-Systems International GmbH,
Unterschleißheim
Literatur
[1] Bundesministerium für Verkehr, Bau- und
Wohnungswesen: Richtlinie für Betonbrücken
mit externen Spanngliedern. August 1999.
[2] Zilch, K.; Weber, J. und Gläser, Ch.: Vorspannkonzepte;
in: Zilch, K.: Sonderpublikation
»Massivbau 2001. Forschung, Entwicklungen
und Anwendungen«. Berlin 2001.
[3] Mathivat, J.: Recent developments in prestressed
concrete bridges; in: FIP-Notes, Nr. 2,
1988, S. 15–21.
[4] Meiss, K.: Anwendung von Strukturoptimierungsmethoden
auf den Entwurf mehrfeldriger
Schrägseilbrücken und Extradosed Bridges.
Dissertation, Universität Stuttgart, 2007.
SH Fahrbahnübergang
WSG 2 PLUS - WSG 15 PLUS
mit Regelprüfung nach TL / TP-FÜ
Zulässiger Gesamtdehnweg:
190 bis 1425 mm
ALTERNATIVE:
Elastomerbeschichtete Lärmschutzplatten
RW Sollinger Hütte GmbH · D-37170 Uslar · Auschnippe 52 · Tel. 0 55 71-3 05-0 · Fax 0 55 71-3 05-20 · www.rwsh.de · info@rwsh.de
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Generalerneuerung und Tragwerkshebung
Brücke über den Sinichbach in Italien
� � � von Anton Obholzer, Alois Neulichedl
Die in den Jahren 1980–1982 errichtete
Brücke auf der Landesstraße
Nr. 98 von Meran auf die Hochebene
von Hafl ing überwindet die tiefe und
steile Talmulde, in der das Gerinne
des Sinichbaches verläuft. Infolge
der Topologie mit der tiefen Schlucht
wurde ein fl acher Dreigelenkbogen
in Spannbetonbauweise mit einer
Stützweite von 125 m gewählt. Bereits
unmittelbar nach seiner Fertigstellung
kam es zu einem sichtbaren
Verlust der Stichhöhe, der später
zugenommen hat. Dieser Umstand
und die damit verbundene Einbuße
an Tragkraft veranlassten die Baubehörde
im Jahre 2005, einen Firmenwettbewerb
mit Konstruktionsideen
auszuschreiben, der den Umbau
bzw. Neubau des Tragwerkes
beinhaltet.
1 Bestandstragwerk
Die bestehende Brückenstruktur ist ein
von den Widerlagern aus im Freivorbau
hergestelltes Spannbetontragwerk, das
im Endzustand als Dreigelenksbogen mit
einer Spannweite von 125 m geschlossen
wurde. Die Gesamtlänge der Brücke
ist 157 m, die Breite 8,20 m. Für den im
Freivorbau errichteten Mittelbereich von
114,20 m wurde Leichtbeton mit einer
Wichte von 19 kN/m³ eingesetzt, für die
Widerlager mit dem Lagerpunkt an seiner
tiefsten Stelle hingegen Normalbeton.
Wie den vorliegenden Berichten und Untersuchungen
zu entnehmen war, kam es
beim Bau und in den folgenden Jahren zu
ungewöhnlich großen Durchbiegungen
und einer Absenkung des Gelenkpunktes
von ca. 0,50 m. Dieser auf mögliche Überhöhungsfehler
im Freivorbau und erhöhte
Schwind- und Kriechwerte beim Leichtbeton
zurückzuführende Gradientenfehler
bewirkt neben der negativen Optik auch
die Verkleinerung des Bogenstiches und
damit eine Verkleinerung der Traglast.
Zusätzlich wurde die Reduktion des Bo-
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
1 2 Bestehende Brücke
© Baumann + Obholzer ZT-GmbH
genstichs im Ausmaß von rund 1 m infolge
der Wannenausrundung der Gradiente
(R = 2.000 m) im Brückenbereich in der
ursprünglichen Statik nicht berücksichtigt
und somit die Traglast überschätzt.
Im Jahre 1989 wurde ein Projekt ausgearbeitet,
das die Hebung des Tragwerkes
durch Anbringen eines Horizontalschubes
im Gelenkpunkt in Brückenmitte
bezweckte. Die Querträger beidseitig
des Gelenkpunktes wurden verstärkt,
die Tragwerkshebung ist jedoch nicht
gelungen. Anhand der vorgefundenen
Bestandsunterlagen, Gutachten und Expertisen
wurden nun die für die weiteren
Untersuchungen der Rückbauzustände
notwendigen Materialkennwerte gesammelt
und aufgelistet.
Betongüten:
– Fundierungen: R’bk ≥ 300 kg/cm²
entspricht C25/30
– Tragwerk Normalbeton:
R’bk ≥ 350 kg/cm² entspricht C25/30
(Widerlagerbereich)
– Tragwerk Leichtbeton:
R’bk ≥ 380 kg/cm² entspricht C30/37
(Freivorbaubereich)
Spannstahl:
– Spannstahl Litzen: Rak>18.000 kg/cm²;
Raks ≥ 16.000 kg/cm² entspricht
St 1570/1770
– Einzelspannstähle: Rak>10.500 kg/cm²;
Raks ≥ 8.500 kg/cm² entspricht
St 850/1050
Schlaffe Bewehrung:
– Betonstahl Fe B 44k mit
fyk = 430 N/mm²
Eine Einstufung der Betongüte auf
C25/30, Normalbeton, und C30/37,
Leichtbeton, erfolgte auf Basis der umfangreichen
Versuche und Materialproben
am Bestandstragwerk. Dabei wurde
berücksichtigt, dass örtliche geringfügige
Unterschreitungen unbedenklich sind,
wenn in den einzelnen Querschnittsteilen,
insbesondere in der Bodenplatte und
den Stegen, im Mittel die Mindestwerte
der Betonfestigkeit erreicht werden.
84

85
3 Hammerkopf in Normal-, Freivorbauabschnitte in Leichtbeton
© Ingenieurbüro Dr.-Ing. Alois Neulichedl/Baumann + Obholzer ZT-GmbH
Im Inneren des Hohlkastenquerschnittes
wurde eine Anzahl von Wasserschäden
ersichtlich, wohl auch deshalb, weil
sich die Einstiege in Tragwerksmitte in
unmittelbarer Nähe des Gelenkspunkts
befanden und dies einen Tiefpunkt in der
Gradiente des verformten Tragwerkes
darstellte.
Die vorhandene Brücke wurde auf Basis
der damals (1979) anzusetzenden
Nutzlasten bemessen: Gleichlasten aus
einer Kolonne von Militärfahrzeugen à
320 kN/7,80 m mit dynamischem Beiwert
und Gleichlasten auf dem Gehweg von
5 kN/m²; das entspricht einer Linienlast
von ca. q = 51,10 kN/m. Diese Einwirkungen
erfüllen aber nicht mehr die heutigen
Anforderungen, für den Neubau wurden
sie daher auf Grundlage des gültigen
Ministerialdekretes vom 4. Mai 1990
wesentlich erhöht.
2 Wettbewerbsverfahren
Zur Vergabe der Sanierung bzw. eines Brückenneubaus
wurde seitens der Landesbauverwaltung
in Bozen ein Unternehmer-Ideenwettbewerb
durchgeführt, der
es ermöglichte, innovative Bauverfahren
vorzuschlagen und zu vergleichen. Kriterien
waren hier im Wesentlichen:
– Querschnitt neu mit einer Breite von
10,75 m,
– Einwirkungen nach derzeit gültigen
italienischen Normen (in etwa dem
Eurocodes-Niveau),
– Aufrechterhaltung des Verkehrs während
der Bauzeit,
– bei der Neuerrichtung Rückbau des
bestehenden Tragwerkes.
Abzugeben war neben einem vollständig
ausgearbeiteten Projekt auch das Angebot
für die Baumaßnahmen.
Trotz unterschiedlicher Lösungsvarianten
wurde keine generelle Neuerrichtung
vorgeschlagen. Dies wohl deshalb, da
ein Rückbau des Spannbetontragwerkes
gegen die ursprüngliche Baurichtung
als »umgekehrter Freivorbau« erfolgen
müsste und die Verkehrsführung über
Behelfsbrücken durch die schwierigen
Einbindungen in die anschließende Straße
mit dem im kurzen Abstand folgenden
Tunnel nicht bzw. nur schwer möglich
wäre.
Die Projekte ab dem dritten Platz sehen
im Fels abgestützte Bögen und Sprengwerke
vor, um das Gewicht aus dem
bestehenden »Dreigelenksystem« umzulagern,
die Frage der Tragwerkshebung
jedoch nicht bzw. nicht schlüssig beantwortend.
Das siegreiche Konzept und der
auf dem zweiten Rang liegende Entwurf
nutzen hingegen die Tragwirkung des Bestandsystems,
wobei Letzterer aber keine
Tragwerkshebung beinhaltet.
5 Erster Preis: Ertüchtigung
der vorhandenen Brücke
© Bilfi nger Berger AG/
Chembau GmbH/ Raffl
Stahlbau GmbH
4 Hohlkasten des Bestandtragwerks
© Baumann + Obholzer ZT-GmbH
S Y M P O S I U M
3 Tragwerksumbau
3.1 Ziel und Kriterien
Ziel des Umbaues war es, ein den heutigen
Anforderungen entsprechendes,
funktionales und ästhetisches, zugleich
aber schlichtes Bauwerk zu schaffen,
denn die Umgebung des Standortes
braucht kein markantes neues Wahrzeichen.
Grundkonzept ist die Weiterverwendung
der vorhandenen Betonstruktur.
Das ist möglich, wenn folgende Punkte
gewährleistet sind:
1. Die aus der Verbreiterung des Tragwerkes
auftretenden höheren ständigen
Lasten und die neuen, größeren Verkehrslasten
sollen durch zusätzliche,
möglichst einfach zu gestaltende
Konstruktionselemente übertragen
werden.
2. Die vorhandenen Tragwerksteile aus
Stahlbeton und Spannbeton sollen
nicht über die bereits derzeit vorhandenen
Kräfte und Spannungen hinaus
beansprucht werden.
3. Vor dem eigentlichen Umbau des Tragwerkes
soll die planmäßige Höhenlage
der Brücke wiederhergestellt werden.
Diese Forderungen werden durch den Einbau
einer Unterspannung aus externen
doppelt extrudierten Vorspannkabeln mit
V-förmigen Abstützungen aus Stahl erfüllt.
Die Verankerungspunkte der Unterspannung
befi nden sich im Widerlagerbereich
des Bestandes, weitere Einbauten
und Ankerpunkte direkt in die Felsfl anken
des Tales sind nicht erforderlich.
Das Konzept bietet wesentliche Vorteile
gegenüber Neubauten:
1. kostengünstigste Methode für die
Aufrüstung des Tragwerkes,
2. kein schwieriger und teurer Rückbau
des Bestands,
3. keine großen Zusatzmaßnahmen für
die Verkehrsführung, denn durch die
Weiterverwendung des vorhandenen
Tragwerkes kann in den einzelnen Bauphasen
eine durchgehende Verkehrsführung
aufrechterhalten werden.
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
6 Prinzipieller Lösungsvorschlag
© Bilfi nger Berger AG/Chembau GmbH/
Raffl Stahlbau GmbH
7 Tragwerk nach Hebung und Herstellung
der Nivelette mit Unterspannung
© Bilfi nger Berger AG/Chembau GmbH/
Raffl Stahlbau GmbH
3.2 Einwirkungen und Materialien
Die Einwirkungen entsprechen den Anforderungen
laut Ministerialdekret vom
4. Mai 1990 für die Brückenklasse I, die
Verkehrsbelastung wurde folgendermaßen
angesetzt:
Erste Kolonne:
– Linienlast: q = 30 kN/m
– Regelfahrzeug 60 t Dreiachser:
Q = 600 kN je Achse: Q 1 = 200 kN
Zweite Kolonne:
– Linienlast 50%: q = 15 kN/m
– Regelfahrzeug 60 t Dreiachser 50%:
Q = 300 kN je Achse: Q 1 = 100 kN
– Gehwege Gleichlast: q = 4 kN/m²
Neben der Erhöhung der Nutzlasten kam
es auch zu einer wesentlichen Erhöhung
der ständigen Aufl asten durch die (Tragwerks-)Verbreiterung
um ca. 75 kN/m
Tragwerk.
Als Betongüten wurden für die Fundierungen
C25/30 und für das Tragwerk Normalbeton
C30/37 und C35/45 gewählt.
Der verwendete Spannstahl gliedert sich
folgendermaßen auf:
– Litzen (externe Unterspannung):
St 1570/1770
– Einzelspannstähle: St 1080/1230
– Felsanker: St 670/800 Gewi-Plus
Darüber hinaus kamen Betonstahl Fe
B 44k mit fyk = 430 N/mm² als schlaffe
Bewehrung sowie Profi lstahl und Bleche
S235 J0 bis S355 J2 als Stahlbauteile zum
Einsatz.
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
8 Querschnitt vor und nach dem Umbau
© Bilfi nger Berger AG/Chembau GmbH/Raffl Stahlbau GmbH
3.3 Tragverhalten und Berechnung
Um das Tragverhalten im Umbau zu
ermitteln, wurden die statischen Einfl üsse
am Bestandssystem untersucht und
später bei der Berechnung und Bemessung
mit berücksichtigt. Ziel war es, die
örtlichen Einwirkungen nicht über das
bisherige Niveau zu heben. Aus der Nachrechnung
ergaben sich im derzeitigen
Zustand mit verformtem Tragwerk und
wahrscheinlichem Spannkraftverlauf
(Spannkraftverlust ca. 18 %, Spannstahlspannung
ca. 1.000 N/mm²) die
Maximalwerte der Betonspannung in der
Bodenplatte mit
– σ c min = -16,20 N/mm² und
– σ c max = +1,60 N/mm².
Nach dem Umbau des Tragwerkes sowie
dem Einbau und Anspannen der Unterspannung
stellen sich Kräfte und Einwirkungen
ein, die nicht über den bereits
vorher eingeleiteten Werten liegen, was
auf der Vergrößerung des Bogenstiches
als Folge der Unterspannung beruht: Der
existierende Bogenstich von derzeit ca.
9,70 m wird im Umbau auf ca. 20,00 m
vergrößert, also etwa verdoppelt. Die
Maximalwerte der Betonspannung bei
den Nachweisen der Gebrauchstauglichkeit
im Bestandsüberbau sind bei einer
mittleren, wahrscheinlichen Vorspannkraft
in den vorhandenen Spanngliedern
mit jenen des Bestands identisch. Bei
einer Variation der Spannkraft im Bestand
zwischen 80 % und 105 % ergeben sich
hingegen Betonspannungen mit σ c min =
-16,70 N/mm² und σ c max = +1,80 N/mm².
Dieser Abfall auf 80 % entspricht ca.
65–70 % der ursprünglichen Spannkraft
vor Schwinden und Kriechen. Aber auch
bei einer so extremen Grenzwertüberlegung
sind die aus der statischen Berechnung
resultierenden Spannungen bei
allen Nachweisen im zulässigen Bereich.
Die maximalen Lagerkräfte am Bestand
ergeben sich für die Vertikalkräfte aus
dem Bauzustand »Freivorbau« und für die
Horizontalkräfte aus dem Bogenschub;
sie werden am umgebauten Tragwerk,
ebenfalls als Folge der Unterspannung,
nicht erreicht.
4 Ausführungsmaßnahmen
4.1 Prinzipieller Ablauf
Für die Wiederherstellung und Verbreiterung
des Tragwerkes sind in drei Phasen
gegliederte Baumaßnahmen erforderlich,
die hier in chronologischer Reihenfolge,
aber ohne Berücksichtigung der jeweiligen
Verkehrsführung beschrieben
werden.
86

87
4.2 Phase I
Phase I dient zur Vorbereitung des Bestandtragwerks
für die (Tragwerks-)Hebung
und umfasst folgende Schritte:
Herstellen eines seitlichen Zuganges im
Bereich jeweils eines Stegs der Widerlager:
Zur Herstellung der Verankerung
der Unterspannung muss dieser Zugang
geschaffen werden.
Herstellen des Verankerungsbalkens im
Widerlager und der Rückspannungen
zum Aufl agerquerschott: Sanierung der
Bodenplatte des Bestandes, Steg und
Fahrbahnplatte können später ertüchtigt
werden.
Herstellen der V-förmigen Abstützungen
für die Unterspannung: Die Lagerung
erfolgt jeweils unter den Stegen des
Tragwerkshohlkastens, die Fixierung über
eine Durchankerung im Steg von außen.
Am untersten Punkt befi nden sich die
Kabelsättel der externen Spannkabel.
Die untere Spitze der Abstützung wird
über ein Spiraldrahtseil, das im Bereich
der Ankerbalken im Widerlagerbereich
verstellbar fi xiert wird, über Seilklemmen
festgehalten.
Vorbereiten der Widerlager für die Tragwerkshebung:
– Freiräumen und Abtrag der Betonbauteile
unter den äußeren Widerlagerbereichen,
Herstellen eines Freiraums von
mindestens 15 cm zur Ermöglichung
der Widerlagerverdrehung beim Hebevorgang;
die Außenkante des Widerlagers
bewegt sich dabei nach unten.
– Herstellen horizontaler Führungslager
mit über Felsanker niedergehängten
10 Prinzipieller Bauablauf
© Bilfi nger Berger AG/Chembau GmbH/Raffl Stahlbau GmbH
können und diese samt Fahrbahnübergängen
für Inspektionen zugänglich zu
haben; der Verkehr wird mittels provisorischer
Stahlbehelfsbrücken über die
Baugrube geführt.
Einziehen der externen Vorspannkabel.
Vorbereiten der Gelenkfuge zur Tragwerkshebung:
Fugenbereich und Querträger
wurden bereits nach den Planunterlagen
von 1989 für den damaligen
Hebungsversuch umgebaut. Zur Sicherung
der Tragwerkslage während des
Hebevorganges wurden nun zusätzlich
vier Dywidag-Spannanker (d = 63,50 mm)
und ein Sicherungsdorn im Mannloch
(Rohr 403,40 × 35) angeordnet. Anschließend
erfolgte der Einbau der Pressen für
den Hebevorgang (7 × 400-t-Hydraulikzylinder).
9 Schema der Unterspannung
© Ingenieurbüro Dr.-Ing. Alois Neulichedl/Baumann + Obholzer ZT-GmbH
seitlichen Konsolen zur Stabilisierung
des Tragwerkes bei Lagerwechsel und
Tragwerkshebung; die Längs- und
Querbeweglichkeit der Lager muss
gegeben sein.
– Abbruch der bestehenden und Errichtung
der neuen Kammerwand mit
angeschlossener Schleppplatte in einem
Abstand von 50 cm zum Tragwerk,
um die Betonsanierungsarbeiten an
den Brückenstirnseiten ausführen zu
4.3 Phase II
Die Tragwerkshebung und der spätere
Lagerwechsel erfolgten bei minimalen
ständigen Lasten, also nach weitestgehender
Freiräumung der Fahrbahn
und durch schrittweises Anspannen der
Unterspannung mit Längsausrichten der
Lage mit geklemmtem Spiraldrahtseil
und anschließendem Auseinanderpressen
der Gelenkfuge.
S Y M P O S I U M
11 Umbau des Widerlagers
© Ingenieurbüro Dr.-Ing. Alois Neulichedl/
Baumann + Obholzer ZT-GmbH
12 Verankerung im Widerlager
© Ingenieurbüro Dr.-Ing. Alois Neulichedl/
Baumann + Obholzer ZT-GmbH
Das Tragwerk muss, um auch die spätere
Durchbiegung aus dem Eigengewicht der
Verbreiterung zu kompensieren, um ca.
78 cm im Gelenkpunkt gehoben werden.
In einer detaillierten Arbeitsanweisung
wurde der Hebevorgang beschrieben,
Zwangspunkte wie ein kleiner verbleibender
Horizontalschub im Widerlager beim
Anspannen der Unterspannung waren
einzuhalten. Die Tragwerkshebung erfolgte
zu ca. 75 % aus dem Auseinander-
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
13 Spannglieder und Umlenksattel
© Ingenieurbüro Dr.-Ing. Alois Neulichedl/
Baumann + Obholzer ZT-GmbH
14 Horizontale Führungslager
© Ingenieurbüro Dr.-Ing. Alois Neulichedl/
Baumann + Obholzer ZT-GmbH
drücken der Gelenkfuge und zu 25 % aus
der Verformung infolge Unterspannung.
Da sich die beiden Tragwerksteile beim
Pressen in der Gelenkfuge frei verdrehen,
wurde die Mittelstütze mit der Unterspannung
als Doppellager ausgebildet
und so eine gleichmäßige Hebung erzwungen.
Anschließend wurden neue Lager in der
Gelenkfuge sowie neue Betonsockel
angebracht.
4.4 Phase III
Phase III beinhaltet die Verbreiterung des
Tragwerks und die Lagerwechsel, beginnend
mit dem einseitigen Rückbau von
Belag sowie Kappen und der Vorbereitung
der Tragwerksoberseite für die neue Fahrbahnplatte.
Danach erfolgte der Lagerwechsel
bei den Widerlagern: Eingesetzt
wurden Kalottenlager der Firma Maurer
und Söhne, München. Deren Radien sind
so gewählt, dass Vertikal- und zugehöriges
Horizontallager einen gemeinsamen
Drehmittelpunkt aufweisen und somit
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
15 Prinzip der Tragwerkshebung
© Bilfi nger Berger AG/Chembau GmbH/
Raffl Stahlbau GmbH
gemeinsam ein exaktes Kugelgelenk bilden.
Dies hat gegenüber den im Bestand
verwendeten längsverschieblichen Topflagern
den großen Vorteil, dass wartungsarme,
feste Lager mit großer Lebensdauer
Verwendung fi nden konnten.
Beim Einbau wurden spezielle Schablonen
zur Fixierung ihrer Geometrie
genutzt. Die direkt am Lager anschließenden
Betonquerschnitte am Tragwerk und
bei den Lagerbänken waren auf Spaltzugeinwirkung
ausreichend dimensioniert,
weil im ursprünglichen Bauzustand
»Freivorbau« durch die Einspannung
im Fels sehr hohe vertikale Lagerkräfte
auftraten. Es ergaben sich daher folgende
Lagerkräfte:
– Horizontallager: Es war eine nur geringe
Pressenkraft von ca. 3 MN je Lager
erforderlich. Der Horizontalschub ist
durch die horizontale Komponente der
Unterspannung relativ klein.
– Vertikallager: In diesem Bauzustand
treten die kleinsten vertikalen Lagerkräfte
von ca. 12 MN je Lager auf. Es
werden die Lager mit Hydraulikpressen
freigesetzt und dann ersetzt, wobei das
allseitig bewegliche Lager zuerst ausgetauscht
wird; die Lagerkraft im Endzustand
beträgt 21 MN je Vertikallager.
16 Kalottenlager in Gelenkfuge
© Ingenieurbüro Dr.-Ing. Alois Neulichedl/
Baumann + Obholzer ZT-GmbH
17 Kalottenlager mit abgestimmten Radien
© Ingenieurbüro Dr.-Ing. Alois Neulichedl/
Baumann + Obholzer ZT-GmbH
18 Verbreiterter Überbau
mit neuer Fahrbahn
© Ingenieurbüro
Dr.-Ing. Alois Neulichedl/
Baumann +Obholzer
ZT-GmbH
88

89
Diese Phase endete mit der einseitigen
Herstellung der neuen verbreiterten Fahrbahn
in zwei Bauabschnitten mit einseitigem
Verkehr sowie der Realisierung von
Brückenentwässerungen, Fahrbahnabdichtungen,
Fahrbahnübergängen, Kappen,
Belag, Leiteinrichtung und Geländer.
5 Betonsanierung
Abschließend wurden am gesamten
Tragwerk die Betonoberfl ächen instandgesetzt.
Die durch das eingedrungene
Tagwasser besonders in Mitleidenschaft
gezogene Bodenplatte des Hohlkastenquerschnittes
wurde an der Oberfl äche
rückgebaut und durch einen mittragenden
verdübelten Aufbeton ergänzt. Diese
Verstärkungsmaßnahmen wurden zum
Großteil vor der Tragwerkshebung durchgeführt.
6 Probebelastung
Entsprechend den italienischen Vorschriften
wurde das Tragwerk einer Belastungsprobe
unterzogen, wozu beladene Lkw-
Gruppen von 7 × 33 t und 8 × 42 t Verwendung
fanden; die aufgebrachten Lasten
entsprachen den maximal angesetzten
Einwirkungen in der statischen Berechnung.
Da sämtliche Berechnungen nach
Eurocode bzw. DIN-Fachberichten erstellt
wurden, führte diese Maximallast zu Diskussionen
über die Rissweitenbeschränkung:
Einerseits muss das vorhandene
Tragwerk ohne rissverteilende Bewehrungen
weitergenutzt werden können, andererseits
ist für die Anforderungsklasse C
die häufi ge Lastfallkombination bei den
Nachweisen zu wählen. Nach erfolgter
Belastungsprobe sind allerdings keine
Schädigungen aufgetreten.
7 Schlussbemerkung
Die ertüchtigte Brücke über den Sinichbach
wurde für die technische Ausführung
und ihre gestalterische Qualität
beim sogenannten Premio Architettura
Citta Di Oderza 11/2009 im April 2009 in
der Sparte Infrastrukturbauwerke ausgezeichnet.
Autoren:
Dipl.-Ing. Dr. Anton Obholzer
Baumann + Obholzer ZT-GmbH,
Innsbruck, Österreich
Dr.-Ing. Alois Neulichedl
Ingenieurbüro Dr.-Ing. Alois Neulichedl,
Meran, Italien
19 Belastungsprobe mit Lkw-Gruppen
© Bilfi nger Berger AG/Chembau GmbH/
Raffl Stahlbau GmbH
21 »Neue« Brücke über den Sinichbach
© Bilfi nger Berger AG/Chembau GmbH/ Raffl Stahlbau GmbH
Bauherr
Autonome Provinz Bozen, Italien
Entwurf und Tragwerksplanung
Ingenieurbüro Dr.-Ing. Alois Neulichedl,
Meran, Italien
Baumann + Obholzer ZT-GmbH,
Innsbruck, Österreich
Sicherheitskoordination
Ingenieurbüro dott. Ing. Giovanni Carlini,
Bozen, Italien
Bauausführung
Bilfi nger Berger AG, Brixen, Italien
Chembau GmbH, Mils, Österreich
Raffl Stahlbau GmbH, Steinach, Österreich
S Y M P O S I U M
20 Fertiggestellter Tragwerksumbau
© Bilfi nger Berger AG/Chembau GmbH/
Raffl Stahlbau GmbH
22 Detail der Unterspannung
© Bilfi nger Berger AG/Chembau GmbH/
Raffl Stahlbau GmbH
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Einsatz von Erdwärme zur Eisfreihaltung der Fahrbahn
Geothermische Brücke in Berkenthin als Pilotprojekt
� � � von Thomas Hanschke, Jens-Uwe Kühl, Roland Freund, Volker Richter, Klaus-Ulrich Mackert
In der kleinen schleswig-holsteinischen
Ortschaft Berkenthin kreuzt
die Bundesstraße B 208 den Elbe-
Lübeck-Kanal. Die erforderliche
Erneuerung der Brücke wird nun
genutzt, um im Rahmen eines deutschen
Pilotprojektes Erdwärme zur
Eisfreihaltung der Fahrbahn einzusetzen.
Dadurch können bei diesem
Bauwerk in exponierter Lage bei
kritischen Grenztemperaturen Streueinsätze
vermieden werden.
1 Situation und Ziel
Viele Brücken in Deutschland, vor allem
jene, die Gewässer überspannen, haben
aufgrund der klimatischen Bedingungen
und wegen ihres geringen Wärmespeichervermögens
im Vergleich zu bodengebundenen
Fahrbahnen das Problem
der vorzeitigen Glättebildung. Gerade in
den ersten Frosttagen des Spätherbstes
rechnen die Verkehrsteilnehmer nicht mit
einer vereisten Fahrbahn (Blitzeis) auf den
Bauwerken, da die Brückenanbindungen
durch das Wärmespeichervermögen des
Untergrundes noch eisfrei sind. So kann
es zu glättebedingten, teilweise schwerwiegenden
Unfällen kommen, wie bei
dem blitzeisbedingten Absturz eines Lkws
von der Talbrücke Triwalker Graben der
Bundesautobahn A 20 bei Wismar im Jahr
2007.
Mit dem Ziel der Vermeidung glättebedingter
Unfälle wurde nun in Schleswig-Holstein
ein neues Konzept der
geothermischen Temperierung einer
Brückenfahrbahn mittels Heizregister
entwickelt. Hierbei soll vorausschauend
die Glättebildung auf der Fahrbahn durch
Wärmezufuhr in den Brückenbelag verhindert
werden. Darüber hinaus kann
der Brückenbelag im Sommer durch
Wärmeabführung gekühlt werden, was
die Spurrinnenbildung vermeiden hilft.
Damit sich die neue Technik dauerhaft
wirtschaftlich und umweltfreundlich
betreiben lässt, wurde von Anfang an auf
die Nutzung des Untergrundes zur Bereitstellung
von gleichmäßig temperiertem
Wasser gesetzt.
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
Die geothermische Kanalbrücke in Berkenthin
wird in den Jahren 2009–2010 als
deutsches Pilotprojekt errichtet. Federführend
ist der Landesbetrieb Straßenbau
und Verkehr Schleswig-Holstein (LBV-SH),
die fachtechnische Begleitung erfolgt
durch die Bundesanstalt für Straßenwesen
(BASt).
1 Lageplan
© Landesbetrieb Straßenbau
und Verkehr Schleswig-Holstein
2 Bestehende Brücke
© Landesbetrieb Straßenbau
und Verkehr Schleswig-Holstein
3 Künftige Kanalquerung
© Sven Mainzer
2 Anlass des Pilotprojekts
Die bestehende, im Jahr 1900 errichtete
Stahlbrücke über den Elbe-Lübeck-Kanal
im Verlauf der Bundesstraße B 208 in der
Ortslage Berkenthin muss erneuert werden,
da sie das Ende ihrer Lebensdauer
erreicht hat. Außerdem genügte sie in der
noch vorhandenen Tragfähigkeit sowie
in ihren Abmessungen nicht mehr den
Anforderungen sowohl des Straßen- als
auch des Schiffsverkehrs.
90

91
Bei dem neuen Bauwerk handelt es sich
um eine Stahlverbund-Stabbogenbrücke
mit aufgelösten, tiefgegründeten Widerlagern.
Die Stützweite beträgt 59 m, die
Breite zwischen den Geländern 13,85 m.
Damit sich der Neubau harmonisch in
das Ortsbild der Gemeinde Berkenthin
einfügt, soll der Bogen bewusst fl ach
gehalten und die Widerlager ortstypisch
verblendet werden.
Die reinen Baukosten in Höhe von ca.
6,90 Mio. € teilen sich die Bundesfernstraßenverwaltung
und die Wasser- und
Schifffahrtsverwaltung des Bundes
jeweils zur Hälfte. Die zusätzlichen
Aufwendungen für die geothermischen
Einrichtungen werden vollständig von der
Bundesfernstraßenverwaltung übernommen,
da sie ausschließlich dem Straßenverkehr
dienen.
Gründe für die geothermische Projektierung
sind die hier auftretenden besonderen
klimatischen Verhältnisse: Der Elbe-
Lübeck-Kanal verläuft annähernd in Nord-
Süd-Richtung innerhalb der eiszeitlichen
Schmelzwasserrinne der Stecknitzniederung.
Die mikroklimatische Situation ist
daher geprägt von Kaltluftströmungen
sowie hoher Luftfeuchtigkeit und daraus
resultierender häufi ger Nebelbildung.
Durch Lufttemperaturen oftmals um den
Gefrierpunkt ist die Zahl der Frost-Tau-
Wechsel, vor allem in frühen Morgen- und
Abendstunden von Herbsttagen, relativ
groß. Dadurch besteht bei niedrigen
Temperaturen die Gefahr eines erhöhten
Unfallrisikos durch frühzeitige Raureif-
und Glättebildung auf dem Bauwerk im
Unterschied zur bodengebunden Fahrbahnstrecke.
Verstärkt wird dieses Phänomen noch
durch die Gradiente der B 208, die im
Bereich der Kanalquerung im Vergleich
zu den angrenzenden Strecken um bis
zu 10 m abfällt, sich aber kurz vor der
Kanalkreuzung in Dammlage befi ndet.
Die Rampendämme wiederum wirken in
der Stecknitzniederung als Barriere für die
Luftströmungen, die infolgedessen im Bereich
der Brückenöffnung kanalisiert und
verstärkt werden. Das fördert zusätzlich
die Abkühlung der Fahrbahntafel.
Überlegungen hinsichtlich einer geothermischen
Aktivierung der Brückenfahrbahn
erfolgten bereits in der frühen Konzeptionsphase.
Im Verlauf des weiteren
Planungsprozesses wurde der Neubau
der Brücke als Pilotprojekt zur deutschlandweit
ersten Erprobung einer Temperierung
der Fahrbahntafel mit oberfl ächennaher
Geothermie vorgesehen.
4 Ansicht des neuen Bauwerkes
© Böger + Jäckle
Brückenkörper
(Stahlbeton)
Fahrbahnaufbau
5 Prinzip der Geothermie
© H.S.W. GmbH
Asphaltschicht mit
Rohrleitungen (Register)
6 Fahrbahnaufbau mit Temperierungsregister
© H.S.W. GmbH
3 Stand der Technik und Umsetzung
Das Beheizen von Fahrbahnen, Brücken,
Bahnsteigen und Infrastrukturfl ächen
mittels Geothermie ist bereits Stand der
Technik. Weltweit existieren Beispiele
dafür, wie mit umweltfreundlicher Erdwärme
verschiedene Bauwerke eis- und
schneefrei gehalten bzw. erfolgreich
Glätte vermieden werden kann. Die verschiedenen
Systeme differieren teilweise
in der Zielsetzung (Glättevermeidung,
ganzjährige Schneefreihaltung, Kühlung
etc.), der Bauart mit Energierohren aus
Edelstahl, PE oder PE-Xa sowie in Art bzw.
Steuerung der geothermischen Anlage,
beispielsweise eine direkte Beheizung mit
Thermalwasser, das Heizen und Kühlen
mit Untergrundspeicher etc. umfassend.
Ursprünglich war durch den LBV-SH lediglich
eine Glatteiswarnanlage für den Neubau
der Kanalbrücke erwogen worden.
Brunnen
S Y M P O S I U M
Fahrbahnbeheizung
(Temperierung)
Kanal
Wasserspiegel
bei Betrieb
Grundwasserleiter (in ca. 75 m
unter der Oberfläche)
mit ca. 12° C
Technikraum mit
Geoenergiezentrale
7 Schema der Temperaturerfassung
© igf Ingenieurbüro für Geothermie
Abschlagen des
durchgeleiteten Wassers
in den Kanal
Aufgrund der aktuellen Ergebnisse des
Forschungsvorhabens der BASt »Vermeidung
von Glatteisbildung auf Brücken«
entschied man sich jedoch, die Möglichkeiten
einer geothermischen Aktivierung
des Brückenneubaus zu prüfen. Eine
Studie kam zu dem Ergebnis, dass mit der
thermischen Grundwassernutzung eine
wirtschaftliche Erschließung der oberfl ächennahen
Erdwärme zur Temperierung
der Brückenfahrbahn realisierbar wäre.
Daraufhin wurde die geothermische
Aktivierung der neuen Kanalbrücke Berkenthin
detailliert ausgearbeitet.
Neuartig ist der vorgesehene Heißeinbau
der »Energierohre« aus aluminiumummanteltem
PE-Xa-Material in den
Gussasphalt, der durch die Universität
der Bundeswehr München entwickelt
und erfolgreich getestet wurde. Damit
ist es möglich, den Asphalt nach Ende
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
der Nutzungsdauer mit herkömmlicher
Technik aufzunehmen und vollständig zu
recyceln. Zusätzliche Innovationen stellen
der Einsatz von besonderer Sensortechnik
und eine intelligente Steuerung der Geoenergiezentrale
mittels Mess-, Steuer-
und Regelsystem (MSR) dar.
Als geothermische Quellenanlage dient
ein Brunnen, der bis in ca. 100 m Tiefe
abgeteuft wurde. Die thermische Energie
wird über eine in der Widerlagerkammer
installierte Wärmeübertragerstation
direkt in das Fahrbahn-Temperierungs-
Register (FTR) eingespeist. Die mit einem
Wasser-Frostschutzmittel-Gemisch
gefüllten Energierohre haben eine Gesamtlänge
von ca. 6.000 m und sind mit
46 Registerleitungen auf vier regelbare
Hauptkreise aufgeteilt, was eine individuelle
und bedarfsgeführte Temperierung
einzelner Brückenabschnitte gewährleistet.
Bei Erfordernis besonders kurzer Reaktionszeiten
und maximalem Wärmebedarf
wird zur Erhöhung der thermischen
Leistung des FTR eine Wärmepumpe
eingesetzt.
4 Mess-, Steuer- und Regelkonzept
Zur Gewährleistung einer optimalen
Anlageneffi zienz soll die Temperierung
der Brückenfahrbahn (Wärmezufuhr
oder Kühlung) durch die Geoenergiezentrale
und FTR mittels Mess-, Steuer- und
Regel-(MSR-)System bestimmt werden.
Die »intelligente« Geothermiezentrale
muss hier also nur so lange arbeiten, wie
es entsprechend den klimatischen Verhältnissen
erforderlich und wirtschaftlich
sinnvoll ist. Als Messgrößen werden dazu
ausgewählte lokale meteorologische
Parameter, wie Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit,
Niederschlag etc., durch
eine eigens vor Ort eingerichtete Klimamessstation
erfasst. Zusätzlich gehen
Temperaturmessungen in der Fahrbahn
bzw. im Fluidstrom des FTR in das MSR-
Konzept ein. Dabei kommt erstmals für
derartige Anwendungen eine aus der
Wehrtechnik stammende spezielle Infrarotmesstechnik
zum Einsatz, die zur
großfl ächigen Erfassung der Fahrbahnoberfl
ächentemperatur geeignet ist.
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
8 Gründungspfähle eines Widerlagers
© Landesbetrieb Straßenbau und Verkehr
Schleswig-Holstein
10 Montage des Stabbogens
© Landesbetrieb Straßenbau und Verkehr Schleswig-Holstein
11 Baustelle im Dezember 2009
© Echterhoff Bau GmbH
Die während des Betriebes gemessenen
und aufgezeichneten Daten werden
systematisch ausgewertet und zur
weiteren Präzisierung des intelligenten
MSR-Systems herangezogen. Dadurch
kann eine vorausschauende Steuerung
der Geothermiezentrale erreicht und die
Glättebildung noch effi zienter vermieden
werden.
9 Bewehrung des Kastenwiderlagers
© Landesbetrieb Straßenbau und Verkehr
Schleswig-Holstein
5 Realisierung des Neubaus
Mit dem Neubau der Kanalbrücke Berkenthin
wurde im Januar 2009 begonnen,
mittlerweile sind die Widerlager
betoniert. Der Einschub des stählernen
Überbaus, der auf der Ostseite des Kanals
montiert wurde, soll im Frühjahr 2010
stattfi nden. Danach wird die Fahrbahnplatte
betoniert und der Endausbau
vorgenommen. Die Verkehrsfreigabe der
neuen Brücke ist für den Sommer 2010
vorgesehen.
92

93
Die Inbetriebnahme der geothermischen
Gesamtanlage erfolgt unter anderem
unter Zuhilfenahme von Messdaten,
die zurzeit über Sensoren auf der alten
Brücke und der angrenzenden Straße
gewonnen werden. Der erste Einsatz der
Temperierung ist für den Sommer 2010
mit der Kühlung des Fahrbahnbelages
geplant. Im Rahmen eines zweijährigen
Monitorings soll die geothermische Anlage
kontinuierlich überwacht und auch
auf der Grundlage von ermittelten Betriebserfahrungen
optimiert werden.
6 Ausblick
Was ursprünglich als Idee im LBV-SH
begann, hat sich mittlerweile zu einem
deutschlandweit beachteten Pilotprojekt
entwickelt. Sofern sich die innovative
Technik in der Realisierung und im späteren
Praxiseinsatz auch unter wirtschaftlichen
Gesichtspunkten bewährt, steht
ihrer weiteren Verbreitung nichts im
Wege.
Autoren:
Dipl.-Ing. Thomas Hanschke
Dipl.-Ing. Jens-Uwe Kühl
H.S.W. GmbH, Rostock
Dipl.-Ing. (FH) Roland Freund
igf Ingenieurbüro für Geothermie, Rostock
Dipl.-Ing. Volker Richter
Dipl.-Ing. Klaus-Ulrich Mackert
Landesbetrieb Straßenbau und Verkehr Schleswig-
Holstein, Kiel
Baulastträger
Bundesrepublik Deutschland
vertreten durch die
Bundeswasserstraßenverwaltung
(Kostenbeteiligte: Bundesfernstraßenverwaltung)
Vergabedienststelle
Landesbetrieb Straßenbau und Verkehr
Schleswig-Holstein, Niederlassung Lübeck
Entwurf und Ausschreibung
Böger + Jäckle Gesellschaft Beratender
Ingenieure GmbH & Co. KG, Henstedt-Ulzburg
Ausführungsunterlagen
Osning Planungsgesellschaft mbH,
Georgsmarienhütte
Schulze & Rank Ingenieurgesellschaft mbH,
Chemnitz
Dynamisch & innovativ
S Y M P O S I U M
Prüfi ngenieur
Dipl.-Ing. Harald P. Hartmann, Henstedt-Ulzburg
Fachplanung Geothermie
H.S.W. GmbH, Rostock
Fachplanung MSR-Technik
igf Ingenieurbüro für Geothermie, Rostock
Geothermische Aktivierung
Gebr. Wachs GmbH, Rostock-Warnemünde
Bauausführung
Echterhoff Bau GmbH, Niederlassung Hamburg
SAM Stahlturm- und Apparatebau Magdeburg
GmbH, Magdeburg
Wir bauen Zukunft
Straßenbau & Tiefbau
Bahnbau
Wasserbau
Erdbau
Ingenieur- & Spezialtiefbau
Projektentwicklung
Schlüsselfertiges Bauen
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BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
Anforderungen und Lösungen
Sicherheit von Großbrücken
� � � von Bernard Hodac
Eine effi ziente Bauwerksüberwachung
basiert auf der Berücksichtigung
vorzeitiger Verhaltensmerkmale
bzw. Strukturauswirkungen. Die
Aufzeichnung aller Ereignisse garantiert
dabei die Nachvollziehbarkeit
und somit eine rational objektivierte
Evaluierung.
1 Szenario vor Casting
Dass Großbrücken wie alle Ingenieurbauwerke
mit »prototypischem« Charakter
und im weitesten Sinne alle »atypischen«
Strukturen nicht nur nach den Maßstäben
der Normen und Regelwerke evaluiert
werden dürfen, sondern eine permanente
nachvollziehbare Bestätigung
ihrer Nutzungstauglichkeit benötigen,
wird heutzutage gar nicht mehr in Frage
gestellt.
An Messtechniken und an Software aller
Art mangelt es keineswegs. Behörden,
Bauherren und Tragwerkplaner sind aber
mit einer Vielzahl von Systemen konfrontiert
und glauben daher des Öfteren
zwischen verschiedenen »Instrumenten«
aus dem Marktangebot eine Wahl treffen
zu müssen. Diese Wahl wird nicht selten
unter Berücksichtigung rein wirtschaftlicher
Aspekte vorgenommen, die eher für
gängiges Baumaterial gelten, und zwar
nach dem Prinzip: ein Maximum an Messstellen
für ein Minimum an Budget. Wie
soll es jedoch erfolgreich gehen?
Ein guter Film entsteht nicht in erster
Linie durch gute Schauspieler, sondern
vorwiegend durch ein gutes Drehbuch,
ein solides Skript und eine ziel- bzw. wirkungsorientierte
Regie. Casting ist dann
effektiv, wenn solche Voraussetzungen
erfüllt sind.
Eine effi ziente Bauwerksüberwachung
soll genauso durchdacht werden. Es
muss zuerst ein Szenario geschrieben
bzw. erstellt werden. In diesem Szenario
werden Kriterien formuliert, die sich auf
die frühestmöglichen Effekte stützen, das
heißt auf jene, die vorzeitige von späteren
Strukturverhaltensmerkmalen unterscheiden.
Der Gegenstand der Überwachung besteht
primär in der Gewährleistung der
Sicherheit von Menschen sowie der, durch
Echtzeit-Erfassung, des Alterungsverhaltens,
dem Großbrücken
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
unterliegen. Gezielte Lösungen in Verbund
mit einer hierfür speziell entwickelten
Technologie ermöglichen es, diesen
Anforderungen zu genügen.
2 Vorzeitig versus spät
Eine effi ziente Bauwerksüberwachung
bedingt die Berücksichtigung von Strukturauswirkungen,
die sich in drei Kategorien
einteilen lassen.
Kriterien erster Ordnung sind quantifi -
zierbar und vorzeitig: Diese frühzeitigen
Auswirkungen werden Kriterien erster
Ordnung genannt, weil sie sich als Erste
zeigen und dem tatsächlichen Ist-Zustand
der Struktur am nächsten liegen.
Ein Beispiel hierfür ist die Überwachung
der Spannungskonzentrationen bzw.
Verformungsänderung der zu dimensionierenden
Stellen einer Struktur bzw.
eines Bauteils.
1 Organisation der Prioritäten
© Osmos Group
Kriterien zweiter Ordnung sind quantifi
zierbar und verzögert: Die verzögerten
Strukturauswirkungen heißen Kriterien
zweiter Ordnung, weil sie später gemeldet
werden. Sie sind die Folge der Effekte
erster Ordnung, wie unter anderem Risse,
Setzungen, Neigungen etc., oder sie messen
einen indirekten Parameter des Strukturverhaltens.
Ein Beispiel hierfür ist die
Überwachung der natürlichen Frequenz.
Kriterien dritter Ordnung sind unquantifi -
zierbar und verzögert: Diese verzögerten
und unquantifi zierbaren Auswirkungen
heißen Kriterien dritter Ordnung, weil
sie in einem fortgeschrittenen Alterungszustand
der überwachten Struktur
gemeldet werden und darüber hinaus zu
keiner quantifi zierbaren Größe führen.
Ein Beispiel hierfür ist die Überwachung
von Geräuschen, also von akustischen
Emissionen.
94

95
Alle diese Kriterien haben eine Rolle zu
spielen, eine »Hauptrolle« darf dabei aber
nicht mit einer »Nebenrolle« verwechselt
werden. Die Aussagen zweiter bzw. dritter
Ordnung sind selbstverständlich für
die Korrelation und Untermauerung von
Annahmen von großer Bedeutung.
3 Szenarien versus Improvisation
Drei Hauptüberwachungsszenarien
decken die meisten Sicherheitsanforderungen
der Bauherren bzw. Brückenbetreiber
ab:
1. Präventive Sicherheit: Zerstreuung von
Zweifeln über isolierte Phänomene;
2. erweiterte Sicherheit: Charakterisierung
eines als normal zu betrachtenden
Verhaltens;
3. absolute Sicherheit: absolute Beibehaltung
zuvor festgelegter Kriterien.
4 Anforderungen
4.1 Drei Bereiche
Der Begriff »Sicherheit« bezieht sich
primär auf technische Sicherheit. Diese
ist in drei Bereiche unterteilbar, die für die
Betreiber von Großbauwerken von Interesse
sind.
4.2 Eigensicherheit
Ein Bauwerk kann als »eigensicher« gelten,
wenn es so gebaut, betrieben und instand
gehalten wird, dass ein allgemeiner
oder nur eine Komponente betreffender
Defekt keine weitergehenden Schäden
oder sonstigen Folgen zu bewirken vermag,
von denen eine größere Gefahr als
von dem intakten Bauwerk ausgehen
würde.
Beispiel: Bei der Manhattan-Brücke in
New York City ließ sich mit Hilfe eines
entsprechenden Überwachungssystems
nachweisen, ob und in welchem Umfang
die Ertüchtigungsarbeiten zu einer besseren
Diensttauglichkeit des Bauwerkes
beigetragen haben. Das dort eingerichtete
System wurde so konzipiert, dass es
als Beobachtungsmedium und damit als
Element der Eigensicherheit mitwirkt.
4.3 Gesteuerte Sicherheit
Von der »gesteuerten Sicherheit« eines
Bauwerks gegenüber bestimmten Ausfallrisiken
kann man sprechen, wenn die
Möglichkeit eines dadurch bedingten
katastrophalen Versagens durch ein eigenständiges
System eingeschränkt wird,
das solche Defekte erfasst und ihre Wirkung
entsprechend begrenzt, beispielsweise
durch Auslösung eines Voralarms,
Reduzierung der Betriebsbeanspruchung,
Stillsetzung etc.
Beispiel: Der Gefahr von Spanngliedversagen
in den 50–52 m langen Feldern der
Champlain-Brücke in Montreal, Kanada,
wird durch »gesteuerte Sicherheit« des
auf jedem der Außenträgerbalken angebrachten
Systems entgegengewirkt.
Als letztes Glied fungiert jedoch auch hier
die »Eigensicherheit«, da das System in
den vergangenen fünf Jahren alle Soll-
Lastfallkombinationen stets bestätigt hat
und somit die sogenannte Intaktheit des
Bauwerkes kontinuierlich dokumentiert.
4.4 Probabilistische Sicherheit
Eine »probabilistische Sicherheit« eines
Bauwerks liegt vor, wenn sich nachweisen
lässt, dass die Wahrscheinlichkeit eines
Ausfalls unterhalb eines vorher defi nierten,
für die Sicherheit als hinreichend
erachteten Grenzwerts liegt.
Beispiel: Die Drehbrücke in Bremerhaven
wurde für drei Jahre auf der Basis bestimmter
Wahrscheinlichkeiten als sicher
eingestuft. Zu dieser Stahlbrücke sind
wenige Unterlagen verfügbar, aus denen
die ursprünglich zugrunde gelegten
Lastannahmen ersichtlich wären.
Die Ist-Beanspruchungen wurden auf
der Basis des Osmos-Monitoringsystems
2006 neu berechnet und, ausgehend von
den Monitoringdaten, eine probabilistische
Sicherheitsaussage getroffen. Eine
Datenbank, aus der sich ein Wahrscheinlichkeitsmodell
ableiten lässt, wurde
ebenfalls erstellt.
Autor:
Bernard Hodac
Vorstandsvorsitzender
Osmos Group, Courbevoie, Frankreich
Schwingungen sind
beherrschbar S Y M P O S – I wo U Mimmer
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*
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BRÜCKENBAU | Februar 2010
design: www.sijades.de

S Y M P O S I U M
Entwurf und Realisierung
Brücke über das Berounka-Tal bei Prag
� � � von Roman Lenner, Milan Šístek
Derzeit befi nden sich die Lose 512,
513 und 514 des neuen Umgehungsstraßennetzes
um Prag im
Bau, mit deren Inbetriebnahme in
diesem Jahr der südwestliche Abschnitt
des Außenringes fertiggestellt
sein wird. Der Ring wird nicht
nur eine Verteilung des innerstädtischen
Verkehrs in die einzelnen
Stadtteile ermöglichen, er wird auch
mit der Verbindung der Autobahnen
D1 und D5 spürbar den Transitverkehr
verlagern. Das Los 514 hat eine
Länge von ca. 6 km und beinhaltet
die Errichtung der Brücke über das
Berounka-Tal, deren Länge 2 km beträgt.
2 Anschluss Ring–Schnellstraße
© Novák & Partner s.r.o.
3 Längsschnitt
© Novák & Partner s.r.o.
1 Baulos 514
Die Überquerung des Berounka-Tales mit
der Gesamtlänge von 2.035 m als Los 514
auf dem Prager Stadtring umfasst fünf
Bauabschnitte, die mit verschiedenen
Verfahren hergestellt werden. Ein Brückenabschnitt
wird in Freivorbauweise
realisiert, wobei sich der Freivorbau über
559 m erstreckt; die vier weiteren ent-
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
1 Schnellstraßennetz um Prag
© Novák & Partner s.r.o.
standen jeweils in Massivbauweise auf
Lehrgerüsten – mit oben und unten laufender
Vorschubrüstung und Festgerüsten.
Der in der Freivorbauweise errichtete
Abschnitt wird nachfolgend beschrieben:
Das Tragwerk ist hier ein durchlaufender
Rahmenträger mit sechs Feldern, getrennt
für jede Verkehrsrichtung.
2 Brückenentwurf
Der Entwurf der Konstruktion basiert
auf der Bauwerksvorgabe und den Gestaltungsrichtlinien
für die gesamte
Hochstraßenbrücke. Die Grundform des
Unterbaus und die Tragwerksform wurden
also übernommen, die Hauptabmessungen
aber modifi ziert. Der Unterbau
ist auf 12–18 m langen Bohrpfählen mit
d = 1,20 m bzw. d = 1,50 m gegründet, die
Mittelspannweiten betragen 72 m, 84 m,
101 m, 2 × 114 m, 72 m. Der Unterbau hat
schlanke Innenstützen mit einer Höhe
von 26,50–35,60 m, die in Querrichtung
eine variable Form aufweisen, sich nach
oben verengen und vor der Einspannung
wieder breiter werden: Diese Lösung
ist aus architektonischen Gründen und
in statischer Hinsicht sehr günstig. Der
Überbau ist ein Hohlkasten mit Schrägwänden
von 3,00 m Höhe in den Feldmitten
bis 6,50 m Höhe oberhalb der Stützen.
Betoniert wurde er im Waagebalken-
System symmetrisch in 5-m-Abschritten,
die Brückenrandfelder wurden auf dem
Traggerüst nachbetoniert.
Die Vorspannung wurde mit Kabeln
aus 19 Litzen, Qualität 1860/1620 MPa,
ausgeführt, wobei vor Herstellung der
monolitischen Verbindung die einzelnen
Überbauten mittels Pressen berichtigt
wurden, um die Einfl üsse aus Schwinden,
Kriechen und elastischer Verkürzung zu
eliminieren.
96

97
Während der Errichtung wurde eine Reihe
von Messungen der Brückengeometrie,
der Pfeilersetzung, der Spannung in gewählten
Pfeilern und Teilen des Tragwerkes,
der Temperatur in den Stützen und im
Tragwerk etc. vorgenommen.
3 Bauablauf
Der Bauablauf der Brücke war ziemlich
kompliziert und wurde während der Planung
und noch während ihrer Errichtung
mehrmals modifi ziert. Jede Brückenhälfte
wurde letztlich von der jeweils anderen
Seite, in Abhängigkeit von der Bereitschaft
der Baustelle und mit Rücksicht auf
die Verlegung der Ingenieurnetze in der
Nähe des Gesamtbauwerks gefertigt.
Im Jahre 2008 erfolgten die Herstellung
des ersten von im Ganzen zehn Waagebalken
auf der rechten Brücke sowie einiger
Pfeiler, alle restlichen Maßnahmen
wurden im Jahre 2009 ausgeführt. Mit
dem Ziel der Ausbaubeschleunigung war
es nötig, während bestimmter Zeiten vier
Paare von Schalungswagen zu verwenden.
Da jeder von ihnen aber eine andere
Verankerungsweise im Tragwerk verlangte,
wurden die Planungsleistungen
sehr aufwendig. Aus diesen Tatsachen
resultierten erhebliche Ansprüche an die
Arbeitsabläufe sowohl bei Baufi rmen
als auch den beteiligten Ingenieurbüros,
zumal sich das hohe Arbeitstempo bis hin
zur Realisierung der Brückenausstattung
fortgesetzt hat. An die Fertigstellung
der Tragwerke schlossen sich dann die
6 Freivorbau an Pfeiler 36
© Novák & Partner s.r.o.
Oberfl ächengestaltung der Fahrbahn, das
Betonieren der Innenleitschutzwände
und das Anbringen der Außengesimsfertigteile
an.
5 Pfeiler 38
© Novák & Partner s.r.o.
7 Errichtung der Brücke
© Novák & Partner s.r.o.
4 Zusammenarbeit
Die Bewältigung der oben erwähnten
Maßnahmen war nur möglich durch die
aktive Zusammenarbeit des Planers mit
der Baufi rma während der gesamten
Planungs- und Errichtungsperiode. Das
Ausbautempo war bespielsweise so hoch,
S Y M P O S I U M
4 Querschnitt
© Novák & Partner s.r.o.
dass der Planer praktisch nach der Vermessung
der Geometrie einer Lamelle die
Überhöhung für die nächste übergeben
musste, wobei er zugleich die Dehnung
der Vorspannkabel zu überprüfen hatte.
Dazu kamen noch die aktuelle Beurteilung
der Spreizung der bereits fertigen
Waagebalken, die Kontrolle der senkrechten
Position der Pfeiler, die Bewehrungsabnahme
etc. Darüber hinaus war es
erforderlich, eine ganze Reihe von technologischen
Fragen zu lösen, wie unter
anderem das Verfahren des Traggerüsts
am Brückenrand: Hauptsächlich an dem
oberen Widerlager wurde die letzte Randfeldlamelle
auf das Traggerüst, auf dem
Stahlschnabel aufgehängt, betoniert.
Die kontinuierliche Zusammenarbeit von
Auftraggeber, Auftragnehmer und Planer
über die gesamte Bauzeit von ca. 18 Monaten
war also die Basis für eine erfolgreiche
Herstellung solch einer komplizierten
Brückenkonstruktion. Und so kann der
Prager Ring als Verbindung der Autobahnen
D1 und D 5 in diesem Jahr in Betrieb
genommen werden.
BRÜCKENBAU | Februar 2010

S Y M P O S I U M
8 Mittleres Hauptfeld
© Novák & Partner s.r.o.
9 Pfeilerausbildung
© Novák & Partner s.r.o.
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
10 Gesamtes Bauwerk
© Novák & Partner s.r.o.
Antoren:
Ing. Roman Lenner
Valbeck s.r.o., Liberec,
Tschechische Republik
Ing. Milan Šístek
Novák & Partner s.r.o., Prag,
Tschechische Republik
Bauherr
Direktion der Straßen und Autobahnen
der Tschechischen Republik, Prag
Planung
Valbeck s.r.o., Liberec, Tschechische Republik
Novák & Partner s.r.o., Prag, Tschechische Republik
Ausführung
Bögl a Krýsel k.s., Dobrany-Plzen, Tschechische Republik
www.verlagsgruppewiederspahn.de
www.stahlbau-nachrichten.de
Ihre Infoportals rund
ums Planen und Bauen
www.mixedmedia-konzepts.de
Veranstaltungen und Events
rund ums Planen und Bauen
98

99
Symposium »Composites in Architecture« in Weimar
Faserverbundkunststoffe im modernen Brückenbau?
� � � von Pamela Voigt, Elke Genzel
Im Dezember vergangenen Jahres
lud das Süddeutsche Kunststoffzentrum
zum zweiten Mal zur »Composites
in Architecture« ein, die
diesmal unter dem Thema »Bridges
and Structures« stand. Die Liste der
Referenten war nicht nur auserlesen,
sondern ließ, da es sich um Vertreter
des Brückenbaus aller Materialien
handelte, darauf schließen und
hoffen, dass hier von einer anderen
Seite des Tellerrandes geschaut würde,
die Frage beantwortend: Braucht
der moderne Brückenbau Faserverbundwerkstoffe?
Vorbilder aus Stahl
Wie, wenn nicht vom Standpunkt unserer
heutigen Brückenbaukultur, kann man
das beantworten. Die wunderbar eleganten
Konstruktionen eines Jiri Strasky
wirkten fast wie eine Provokation auf die
Frage, aber auch als State of the Art des
Brückenbaus, an dem sich vieles messen
lassen muss. Strasky zeigte neben seinen
klassischen Spannbandbrücken, deren
Leichtigkeit und Anpassungsfähigkeit
an die Landschaft stets mit großen Horizontalkräften
am Aufl ager teuer zu
bezahlen sind, die von ihm in jüngster
Zeit untersuchten und errichteten bogenunterstützten
Spannbandstrukturen.
Dazu gehören beispielsweise die Fußgängerbrücken
über den Radbuza River bei
Plzen mit 77 m Spannweite, bei Olomuc
mit 83 m und über den Svratka River bei
Brno mit 51,60 m sowie die McLoughlin
Boulevard Pedestrian Bride in Portland,
Oregon, mit 93 m Länge. Bei diesem System
komplettiert ein Bogen das Spannband
in der Weise, dass die vom Seil wie
vom Bogen produzierten Horizontalkräfte
gleich groß sind und sich aufheben, also
nur noch vertikale Aufl agerkräfte entstehen;
die Verankerung gegen die großen
Horizontallasten entfällt. Hier stecken
nach Meinung Straskys ein erhebliches
Potential und weit größere Anwendungsmöglichkeiten
als mit klassischen
Spannbandbrücken. Strasky entwickelte
seine Ideen vor dem Hintergrund, das
Spannband sei aus Stahl. Das System
lässt sich jedoch hervorragend mit Faser-
verbundwerkstoffen denken: Dank ihrer
außerordentlich hohen Zugfestigkeit bei
gleichzeitig hohem E-Modul und einem
Temperaturausdehnungskoeffi zienten,
der gegen null geht, sind Bänder aus Kohlenfaserstoffen
die idealen Tragelemente
für Spannbandbrücken. Die Schwierigkeit
aber ist, die Kräfte am Ende des Bandes zu
fassen, abzuleiten.
Vision und Realisierungsschritte
Wo der moderne Brückenbau die Faserverbundwerkstoffe
benötigt, wird durch
die Ausführungen von Urs Meier deutlich,
und Meier beantwortet aufs Eindrücklichste,
wo der Werkstoff unersetzlich ist.
Es begann in den 1980er Jahren mit einer
A K T U E L L
Stefan Polonyi:
Bogenbrücke aus Stahl
über den Rhein-Herne-Kanal
© Stadt Gelsenkirchen
Jiri Strasky:
Bogenbrücke über den
Vltava River in Ceske Budejovice
© Strasky, Husty and Partners Ltd.
Jiri Strasky:
Bogenunterstützte Spannbandstruktur
über die R 35 bei Olomouc
© Strasky, Husty and Partners Ltd.
verrückten Idee, einer Vision: der Querung
der Straße von Gibraltar. Wollte man
dort eine Brücke errichten, eine Schrägseilbrücke,
deren Haupttragelemente
aus Stahl seien, so bräuchte man in der
Meerenge mindestens einen Pylonen,
der zu gründen sei, was angesichts von
1.000 m Meerestiefe ausgeschlossen
werden muss. Dem Ganzen liegt eine
zutiefst einfache Weisheit zugrunde: das
Verhältnis von Eigenlast zu aufnehmbaren
Verkehrslasten, welches anzeigt, wo
die Leistungsfähigkeit eines Werkstoffes
endet. Für Stahl liegt dieser Quotient,
diese Grenzspannweite bei 7,70 km, für
CFRP bei 37,50 km. In jener Zahl liegen
alles Geheimnis, alle Inspiration und alle
BRÜCKENBAU | Februar 2010

A K T U E L L
Schwierigkeit begraben. Denn die Problematik
beginnt da, wo man eine solche
Konstruktion herstellen muss, und endet
dort, wie bereits gesagt, wo man die in
ihr auftretenden Kräfte »anzufassen«
und abzuleiten hat. Seit Mitte der 1980er
Jahre kreist um die zwei Fragen alles, und
heute, 20 Jahre später, können wir beide
positiv beantworten. Wir sind in der Lage,
aus CFRP kilometerlange Spannkabel
im Pultrusionsverfahren zu fertigen,
die unseren Sicherheitsanforderungen
und -bedürfnissen genügen. Wir sind in
der Lage, die Parallelbündel mit einem
BBR-High-Am-System, einer verpressten
Hülse, zu fassen. Und wir sind in der Lage,
solche Spannkabel sowie -bänder über
einen Sattel oder ein Rolle umzulenken
ohne Versagen. Die Storck-Brücke in Winterthur,
zwar noch keinen Kilometer lang,
doch als Schrägkabelbrücke mit 124 m
Spannweite und 12 MN Spannkraft im
Seil gebaut, veranschaulicht das genauso
wie die Verstärkung eines hölzernen
gotischen Dachstuhles in Meißen mit
CFRP-Bändern, die über Schlaufen verankert
werden.
Standardisierung und Technologien
Deutlich weiterentwickelt sind heute
auch Lamellen aus Kohlenfaserstoff, die
nicht allein zur Verstärkung von Brückentragwerken
dienen können, sondern als
Haupttragelement fungieren. Das von
allen Teilnehmern beklagte Hauptmanko
solcher Systeme liegt vor allem in der
Unterschiedlichkeit der verschiedenen
Harzsysteme, die von Hersteller zu Hersteller
um ganze Größenordnungen
abweichen – und die infolgedessen gefragt
sind, einer Qualitätskontrolle und
Standardisierung zuzuarbeiten und den
Werkstoff kalkulierbar für den Anwender
zu machen. Standardisierte Materialien
anzubieten, deren Eigenschaften allge-
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
Jiri Strasky: Klassische Spannbandbrücke über den Rogue River, Oregon
© Strasky, Husty and Partners Ltd.
Eberhard Pelke und Peter Thorning: Straßenbrücke in Friedberg, Hessen
© Fiberline Composites A/S
mein anerkannt und gewährleistet sind,
ist das Ziel. Hans-Peter Andrä zeigt dies
in einer beeindruckenden Vorführung
auf und lässt am Ende, nach jahrelanger
Forschung und zahlreichen Tests, keinen
Zweifel daran, dass die Systeme zum Bau
einer Spannbandbrücke mit CFRP-Lammellen
für eine Realisierung reif seien,
gewissermaßen in der Schublade liegen
würden.
Bei Lightweight Structure aus Delft
kommt die Technologie der Vakuum-Infusion
zur Anwendung, die es ermöglicht,
große Strukturen mit geringen Investitionskosten
bei guter Oberfl ächenbeschaffenheit
herzustellen. Vor allem im Bootsbau
werden seit Jahren Erfahrungen mit
der Vakuumtechnik gesammelt, die 1:1
auf Brückenbauten übertragbar sind.
Unter Ausnutzung dieser Erfahrungswerte
gelingt es der Firma denn auch, ihre
Hohlkastenbrücken effektiv errichten und
Mike Schlaich: Kohlenstofffaserbrücke
mit 15 m Spannweite
und 1 mm Bauhöhe
© Technische Universität
Berlin
mit ihnen Geld zu verdienen. Was neben
den sonstigen Vorteilen, angefangen bei
den kurzen Transport- und Aufbauzeiten
und endend mit den geringen Unterhaltskosten,
nicht zu verachten ist und zudem
der einzige Weg scheint, am Markt konkurrenzfähig
zu sein.
Lebenszykluskosten und Nachhaltigkeit
Die Lebenszykluskosten und die Nachhaltigkeit
sind bei allen Brückenbauten
mit Faserverbundwerkstoffen ein schlagendes
Argument. Sämtliche Untersuchungen
und vergleichende Analysen
hinsichtlich ökonomischer und ökologischer
Bilanz, betrachtet über die Lebensdauer
des Bauwerks, führten zu dem
Schluss, dass Brückenbauten bzw. -decks
aus Faserverbundwerkstoffen stets mit
Bestnoten ausgezeichnet werden. Hinzu
kommen die schnelle Montage solcher
Konstruktionen aus FVK aufgrund ihres
geringen Eigengewichts und die somit
aufs Kürzeste begrenzte Beeinträchtigung
des Verkehrs.
Diese Überlegungen mündeten in den
Bau der Straßenbrücke in Friedberg, einer
Verbundstruktur aus Stahlträgern und
GFK-Fahrbahnplatte mit 27 m Spannweite.
Im Gegensatz zu bislang realisierten
Tragwerken wurde hier erstmals die
Verbundwirkung zwischen Platte und
Träger, gewährleistet durch eine Klebefuge,
angesetzt und rechnerisch wie expe-
100

101
rimentell nachgewiesen. Das gesamte
Brückentragwerk wurde vorgefertigt,
in einer Nacht antransportiert und am
folgenden Vormittag eingehoben.
Für die Zulassungsversuche konnten
zahlreiche Materialkennwerte aus anderen
Verfahren mit Asset-Decks verwendet
werden, so dass die Zulassung im Einzelfall
in einer relativ kurzen Zeit von weniger
als zwei Jahren erwirkt wurde. Eberhard
Pelke, der das Projekt als Bauherr für die
Hessische Straßen- und Verkehrsverwaltung
betreute, lässt keinen Zweifel daran,
dass es neben allen unübersehbaren
Vorteilen einer solchen Konstruktion vor
allem eines braucht: die deutliche Befürwortung
eines Bauherrn im öffentlichen
Dienst, also eines Bauherrn, der eine
Brücke mit FVK tatsächlich will.
Der Gedanke, eine große Zahl von Entscheidern,
von Bauherren und ausführenden
Firmen in die Lage zu versetzen, eine
Brücke mit FVK wirklich zu wollen, weil
man ihr Potential erkannt hat, weil man
mit den Besonderheiten umgehen kann,
weil man sich nicht fürchten muss vor Unwägbarkeiten
und den Hürden der Zulassung
– das war der Ansatz der Tagung in
Weimar. Wir können viel mehr, als wir zu
hoffen wagten, allein die Skepsis im »vom
Kunststoff nicht infi zierten« Bauwesen
ist immer noch riesig, was die fast familiär
anmutende Teilnehmerzahl belegte.
Inhalt, Aktualität und die materialübergreifende
Konzeption hätten einige hundert
Leute inspiriert zurückgelassen. Eine
Fortsetzung wurde von allen Teilnehmern
ausdrücklich gewünscht. In drei Jahren
ist es so weit, wird die »Composites in
Architecture« wieder den Brückenbau
fokussieren.
Autoren:
Dr. phil. Pamela Voigt
Dr.-Ing. Elke Genzel
SKZ Süddeutsches Kunststoffzentrum,
Halle
D PERI/10.028
Talbrücke Liessow, Deutschland
Neu: VARIOKIT
Gesimskappenbahn
Oben frei zugänglich –
unten verfahrbar
Schalung
Gerüst
Engineering
www.peri.de
A K T U E L L
Claudius Klemann, Bauleiter:
„Das PERI VARIOKIT Baukasten sys -
tem bietet uns Vorteile hinsichtlich
Flexi bi lität und Variabilität. Durch die
ausschließliche Verwendung von Systembautei
len erhalten wir wirtschaftliche
Lösungen und können eigenes
mit projektbezogen hinzu ge mietetem
Material jederzeit kombinieren.“
Besuchen Sie uns auf der bauma
vom 19.bis 25.April, in München.
Sie finden uns am Stand N 712.
BRÜCKENBAU | Februar 2010

P R O D U K T E U N D P R O J E K T E
Anpassungsfähiges Gerüst von Peri
Bogenbrücken-Sanierung in Portugal
Querung des Rio Tua in Trás-os-Montes
© Peri GmbH
Eine Stahlbeton-Bogenbrücke aus dem
Jahr 1940, die den Rio Tua in der portugiesischen
Provinz Trás-os-Montes
überquert, wird derzeit umfassend saniert.
Zugänge und Arbeitsplattformen
für die Instandsetzung bietet ein Gerüst
auf Basis des Systems Peri Up Rosett
Flex, dessen modulare Struktur eine
optimale Anpassung an die komplizierte
Brückengeometrie erlaubt. Schnell und
problemfrei zu errichten, sorgt es für eine
hohe Sicherheit während der Nutzung, so
dass die veranschlagte Bauzeit von sieben
Monaten unterschritten werden kann.
Die Brücke ist 120 m und 8 m breit,
wobei ein 80 m weiter und 20 m hoher
Betonbogen das Flusstal überspannt:
Fahrbahndecke und Plattenbalkenkonstruktion
werden verstärkt, Beton und
19 m hohe Gerüsttreppe
© Peri GmbH
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
korrodierende Bewehrung ertüchtigt,
vorhandene Risse durch Injektion verfüllt,
Gehwege und Geländer erneuert sowie
abschließend die Oberfl ächen wieder beschichtet.
Ein Gerüst aus Peri-Up-Rosett-
Flex-Komponenten erfüllt hier sämtliche
Anforderungen, verbindet es doch die
Montagevorteile eines Systemgerüsts mit
der Flexibilität aufwendig zu errichtender
Rohr-Kupplungsgerüste. Das 25-cm-Raster
erlaubt beispielsweise Angleichungen
an verschiedenste Bauteilgeometrien,
Riegel und Beläge lassen sich aufeinander
abstimmen und für jedes Gerüstfeld sind
Systembeläge zu verwenden.
Das realisierte Gerüst hat eine maximale
Höhe von 20 m und in der obersten
Lage eine Breite von 11,75 m sowie eine
Aufstandsfl äche von ca. 7 m, seitliche
Sichere und belastbare Arbeitsebenen
© Peri GmbH
Systemdiagonalen ohne Ergänzungsbauteile
© Peri GmbH
Auskragungen und Überbrückungen
zwischen den äußeren (Brücken-)Pfeilern
mit Systemdiagonalen ohne zusätzliche
Ergänzungsbauteile herstellend. Trotz der
besonderen Form des Bogens und unterschiedlicher
Abmessungen der Pfeiler
vermochte man daher jedes Element
mit minimalem Abstand umzubauen,
zumal die Peri-Logik Anordnung und
Ausführung eines Gerüsts vereinfacht
und beschleunigt. Das geringe Gewicht
der einzelnen Systemteile, die zudem
von nur einer Person bestens handhabbar
sind, fördert dabei das schnelle und
kraftsparende Arbeiten, während die
Stabilität des Peri-Up-Riegelanschlusses
die Aussteifungsebenen ebenso reduziert
wie die Anzahl notwendiger Diagonalen.
Umlaufende Geländer und Bordbleche in
jeder Ebene der Konstruktion und deren
hohe Tragfähigkeit, ausreichend auch
erforderliches Gerät, komplettieren die in
Portugal verwirklichte Lösung.
Alle Peri-Up-Komponenten sind natürlich
untereinander kompatibel. Als Hauptzugang
dient in diesem Fall ein Treppenturm
mit 75 cm Laufbreite und komfortablem
Steigungsverhältnis, um die 19 m Höhenunterschied
wirtschaftlich zu überbrücken
– und zügig zu »begehen«; zwischen
den Brückenpfeilern sind außerdem
Leitergänge integriert, die die Arbeitsebenen
direkt miteinander verbinden.
www.peri.de
102

103
Neue Kalottenlager von Maurer Söhne
Gleitlegierung mit hoher Korrosionsbeständigkeit
»Ausgangspunkt für die Neuentwicklung
war eigentlich ein logistisches Problem«,
berichtet Dr. Christian Braun, Geschäftsführer
Bauwerkschutzsysteme bei Maurer
Söhne München, denn das Verchromen
der bisher üblichen Stahlkalotten
erfolgte extern und erforderte lange
Bearbeitungszeiten sowie aufwendige
Hin- und Rücktransporte der sensiblen
Elemente. Ergebnis der Bemühungen ist
nun eine spezielle Metalllegierung mit
besonderer Oberfl ächenbehandlung, die
unter dem eingetragenen Markennamen
MSA®, für Maurer Sliding Alloy (Maurer
Gleitlegierung), die Zulassung erhielt. Gegenüber
den verchromten Stahl- sind die
hochglänzenden MSA®-Kalotten sehr viel
korrosionsbeständiger, außerdem ist die
neue Gleitlegierung resistent gegen Fluorionen
und Chlorionen in saurer Lösung.
Und auch das ursprüngliche Anliegen
wurde erreicht: Herstellung und Oberfl ächenbehandlung
sind im eigenen Werk
angesiedelt, was Vorteile bei Produktionszeit
und Wirtschaftlichkeit bringt.
Zusammen mit dem 2003 neu eingeführten
Gleitwerkstoff MSM® garantiert
MSA® eine Lebensdauer von mindestens
50 Jahren. Das bedeutet, dass selbst
unter schwierigen Umweltbedingungen
(Feuchtigkeit, Überfl utung, Industrieluft)
in der Regel kein vorzeitiges und kostenintensives
Auswechseln der glänzenden
Kalotte nötig wird. Deren Eigenschaften
wurden in einem amtlich anerkannten
Prüfl abor getestet, wobei MSA® seine
Dauerhaftigkeit in Langzeit-Gleitreibungsversuchen
bei einem aufaddierten
Gleitweg von 10.000 m, einer Gleitgeschwindigkeit
von 15 mm/s und einer
Pressung von 60 N/mm² bewies: Es gab
weder einen nennenswerten Verschleiß
Wo werben?
P R O D U K T E U N D P R O J E K T E
Lager mit MSM® und Kalotte aus MSA®
© Maurer Söhne GmbH & Co.KG
noch einen Anstieg des Reibungswiderstands,
Letzterer liegt sogar unterhalb der
für polierten Edelstahl oder Hartchrom
geforderten Werte. Zusammensetzung
und Oberfl ächenbehandlung von MSA®
sind beim Deutschen Institut für Bautechnik
und bei der Materialprüfanstalt
Stuttgart vertraulich hinterlegt, die europäische
Zulassung ist beantragt.
Weitere Änderungen in der Zulassung:
Der Einsatz von MSM® war in der europäischen
Zulassung ETA bisher auf den
Temperaturbereich von -50 bis +48 °C
beschränkt, der nun auf bis zu +70 °C
ausgedehnt wurde. Das erweitert die Einsatzfähigkeit
von MSM® auf praktisch alle
klimatischen Einsatzgebiete weltweit.
Neu aufgenommen in die Allgemeine
bauaufsichtliche Zulassung Z-16.4-436
wurden Zylinderlager. Ein Zylinder anstelle
einer Kalotte ermöglicht nur Verdrehungen
um die Zylinderachse. Wenn die
bauliche Situation eine solche Einschränkung
erlaubt oder bedingt, ergeben sich
beispielsweise bei der Auswechslung
von Rollenlagern oder bestimmten (Bau-
Glanz dank MSA®
© Maurer Söhne GmbH & Co.KG
werks-)Abmessungen geometrische Vorteile,
da diese Lager im Grundriss rechteckig
und die Seitenverhältnisse nahezu
beliebig wählbar sind. Ausgesprochen
vorteilhaft ist der Einsatz von Zylinderlagern
als Gleitpendellager zur Erdbebensicherung
oder »elastischen« Lagerung,
wenn die Pendelbewegung nur in einer
Richtung oder bei Einsatz sich kreuzender
Pendellager in den beiden Richtungen
unterschiedlich erfolgen soll.
www.maurer-soehne.de
Ganz einfach!
Unsere Mediadaten
können Sie als PDF unter
www.umrisse.de
downloaden.
BRÜCKENBAU | Februar 2010

P R O D U K T E U N D P R O J E K T E
Neues Abdichtungssystem von StoCretec
Dauerhafter Schutz für Stahlbeton-Brücken
Der kontinuierlich steigende Schwerlastverkehr
macht Brücken zunehmend schadenanfälliger,
Tausalze nagen am Be wehrungsstahl
der Betonkonstruktionen. Um
sie vor diesen Belastungen nun dauerhaft
zu schützen, hat StoCretec ein neues, geprüftes
und zudem alterungsbeständiges
Abdichtungssystem entwickelt: StoPox
BV 100 und StoMonofl exbahn 100. Dichtungsschicht
und Grundierung unter dem
Fahrbahnbelag umfassend, eignet es sich
für Neubau und Sanierung.
Insbe sondere die Instandsetzung von
Brückenfahrbahnen stellt we gen der
kurzen Sperrzeiten und oft ungünstiger
Witterungsbedin gungen erhebliche
Anforderungen an Ausführende und Produkte,
weshalb sich auch die Grundierung
StoPox BV 100 durch eine schnelle Erhärtung,
kurze Überarbeitungsintervalle und
gute Frühwasserbeständigkeit auszeichnet,
selbst auf noch jungem Beton.
Beim Einbau der Schweißbahn und der
Verlegung des Gussasphaltes weicht
die innovative Epoxidharzformulierung
den dabei auftretenden Temperatur-
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
Grundierung mit Thermoindikator
© StoCretec GmbH
Bewährter Korrosionsschutz durch Stückverzinken
Flexible Schutzplanken aus Stahl für (alle) Straßen
Schutzplanken an Straßen, insbesondere
Bundesautobahnen sollen Unfallfolgen
auf ein Minimum reduzieren, den Durchbruch
von Fahrzeugen verhindern und das
Verletzungsrisiko beim Aufprall für deren
Insassen möglichst klein halten.
Stückverzinkte Stahlschutzplanken haben
sich hier seit Jahrzehnten bestens
bewährt, denn ähnlich wie Knautschzonen
können sie Energie absorbieren.
Als fl exible Rückhaltesysteme bieten sie
aufgrund ihres enormen Verformungsvermögens
also einen hohen Insassenschutz,
da Stahl in der Lage ist, bis zu
50% der Anprallenergie eines Fahrzeuges
aufzunehmen, so dass im Fall der Fälle
nur geringe bis mittlere Belastungen für
deren Insassen auftreten. Und: Moderne
Lösungen wie die sogenannte Super-Rail
gewährleisten eine maximale Sicherheit,
indem sie selbst 38 t schweren Sattelzügen
widerstehen.
Schutzplanken aus Stahl, die stückverzinkt
sind, sind daher überall dort zu
empfehlen, wo ein dauerhafter Schutz
gefragt ist – und infolgedessen an sämtlichen
Straßen.
www.feuerverzinken.com
spannungen aus, wobei sich die korrekte
Brennerführung optisch mit Hilfe eines
Thermoindikators kontrollieren lässt: Sto-
Pox BV 100 verändert seinen Farbton, das
heißt, die gelblasierende Grundierung,
die man ebenso zur Versiegelung und
Kratzspachtelung verwenden kann, wird
bei richtiger Einbautemperatur rot.
Die einlagige Elastomerbitumen-Abdichtung
Sto Monofl exbahn 100 mit
hochliegender Polyestervlies-Einlage
dichtet den Beton hingegen unter dem
Gussasphaltbelag ab, dank ihrer niedrigen
Schmelztem peratur einen günstigen
Schmelzfl uss gewährleistend, was die
Verarbeitung wiederum erleichtert und
darüber hinaus den Gasverbrauch senkt.
Durch das ver besserte Kaltbiegeverhalten
ist die Bahn außerdem extrem langlebig.
»Unter dem Strich ergibt dies ein wirtschaftliches,
schnell ver arbeitetes System
mit optimalem Schutz für Brücken vor
witterungs- und nutzungsbedingten
Schäden«, stellt StoCretec-Produktmanager
Hagen Lehmann fest.
www.stocretec.de
Zeitlose Sicherheit
© Institut Feuerverzinken GmbH
104

105
Errichtung dank RöRo Traggerüstsysteme
Stahlbogenbrücke zwischen Essen und Oberhausen
Seit 2003 ist die direkte Brückenverbindung
zwischen dem Essener Stadtteil
Dellwig und Oberhausen-Borbeck über
die Ripshorster Straße wegen Baufälligkeit
unterbrochen. Das hat sich im
Frühjahr 2009 mit Inbetriebnahme einer
neuen Struktur geändert, eines knapp
124 m langen Tragwerks aus insgesamt
fünf sinuskurvenartig verlaufenden
Stahlbögen, die in fünf Feldern sechs aktive
Gleise und das Gelände eines ehemaligen
Sammelbahnhofs überspannen. Der
17,50 m breite Überbau aus Fahrbahn,
Geh- und Radwegen bildet hier sozusagen
die x-Koordinate der Sinuskurve und
ist dementsprechend in drei Feldern in
die Bogenkonstruktion eingehängt, in
zwei hingegen aufgeständert. Das Bild
von der Sinuskurve passt allerdings nicht
ganz, denn die Brücke besitzt wegen der
zu überquerenden Gleisstrecke einen
größeren und vier identische, kleinere
Bögen, deren Spannweite 30 m und 4 ×
19 m messen.
Um den Überbau betonieren zu können,
aber auch als Arbeitsplattform zur
Montage der Stahlbögen brauchte die
bauausführende Echterhoff GmbH &
Ausgabe 1 • 2009
ISSN 1867-643X
www.verlagsgruppewiederspahn.de
� Rügenbrücke
Stralsund
� Podolskij-Brücke
Kiew
� Taminabrücke
Pfäfers
� Mainbrücke
Randersacker
9. Symposium
BRÜCKENBAU Brückenbau
in Leipzig
Construction & Engineering
� Störbrücke
Itzehoe
� Yamuna-Brücke
Delhi
� Golden Ears Bridge
Vancouver
Herstellung des Überbaus
© RöRo Traggerüstsysteme
P R O D U K T E U N D P R O J E K T E
Co. KG aus Westerkappeln eine Lösung,
die den permanenten Betrieb der sechs
Bahngleise unterhalb des 30-m-Bogens
sicherte. Solche Aufgabenstellungen sind
das Spezialgebiet der RöRo Traggerüstsysteme
aus Wuppertal: Sie haben nicht nur
das Traggerüst zur Betonage der im Mittel
50 cm starken Fahrbahnplatte entwickelt,
sondern der ganzen Konstruktion auch
hydraulische Beweglichkeit verliehen, um
den fertigen Überbau mit einem Gewicht
von 165 kN/m als komplette Einheit in seine
20 cm tiefere Endposition absenken zu
können. So ließ sich während des gesamten
Brückenbaus das von der Bahn vorgeschriebene
Lichtraumprofi l einhalten.
Insgesamt sechsmal treffen sich Fahrbahn
und Stahlbogen – und an diesem
Punkt wurden Schwerlastjoche aus S250-
Stützen mit einer Einzeltragfähigkeit bis
zu 2.600 kN angeordnet: Genau hier wurden
die einzelnen Brückenbögen von ihrer
Montage aufgelagert. Später dienten
sie als Ansatzpunkte zum hydraulischen
Absenken des Überbaus und waren dazu
mit hydraulischen Fußstücken ausgestattet.
Integriert in ein bis zu 7 m hohes,
fl ächiges Traggerüst, das als Arbeitsplattform
wie als Schalgerüst fungierte,
ermöglichten sie zudem die Herstellung
des Überbaus.
www.roerotraggeruestsysteme.de
BRÜCKENBAU
Construction & Engineering
Der neue Fachtitel aus dem Hause
VERLAGSGRUPPE WIEDERSPAHN
mit MixedMedia Konzepts
www.verlagsgruppewiederspahn.de
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BRÜCKENBAU | Februar 2010

S O F T W A R E U N D I T
Leistungsstarke Systemkomponenten von LG
Verknüpfung von Darstellung und Speicherung
Die Anfertigung einer Broschüre, eines
Flyers oder einer Visualisierung bedarf
einer großen Fülle an Bildmaterialien und
feiner graphischer Bearbeitungen. Durch
das Zusammenspiel eines Monitors der
jüngsten Generation mit dem entsprechenden
NAS-System bietet LG hier eine
stimmige Lösung für kleine bis mittlere
Unternehmen, denn längst sind kurze
Reaktionszeiten, hohe Aufl ösung oder
langfristige Speicherung Eigenschaften,
die kaum einer mehr zu missen mag.
Der S-IPS-Monitor W2420R im 16:10-
Breitbildformat mit RGB-LED-Backlights
hat daher alles, was Experten benötigen,
unter anderem ein blickwinkelstabiles
Panel in 10-Bit-Farbtiefe und internem
16-Bit-Farbprozessing, das feinste
Grauabstufungen und genaueste Farbdetailtreue
garantiert. Dank der hohen
Aufl ösung können zudem zwei DIN-A4-
Seiten gleichzeitig am Rechner bearbeitet
oder das Display mit Hilfe der Pivotsoftware
um 90° gedreht werden, und zwar
dank LG-Kalibrator und Lichtschutzhaube
ohne Fremd(licht)einfl üsse.
Neues Notebook von Acturion
Hardware für Baustelleneinsätze
Dass man auf Baustellen ebenso stabile
wie leistungsfähige Hilfsmittel benötigt,
weiß jeder, der dort für längere oder
kürzere Zeit tätig ist. Und genau diese
Zielgruppe hat das bayerische Systemhaus
Acturion für sein neues, gehärtetes
semi-ruggedized Notebook Durios S14MT
Pro im Blick, handelt es sich doch um ein
Gerät, das robuste Hardware mit moderner
Technik und umfangreicher Ausstattung
vereint.
Stoß- und Spritzwasserschutz bietend,
widersteht es beispielsweise Stürzen aus
75 cm Höhe und erfüllt die Schutzklassen
IP31 sowie MIL-STD 810F: Ein verstärktes
Leichtmetallgehäuse mit Magnesiumlegierung
und Gummipolsterung der
Ecken bildet den unempfi ndlichen Mantel
des fast uneingeschränkt aufrüstbaren
Basismodells, das dank spezieller Anti-
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
Monitor und …
© LG Electronics Deutschland GmbH
Die erstellten Daten lassen sich dann
mit dem NAS N4B1 ebenso einfach wie
professionell sichern, also ohne explizites
Know-how, dafür aber auf vier Festplatten
mit bis zu 4 TB. Darüber hinaus besteht
durch den integrierten Blu-ray-Brenner
die Möglichkeit, alle Informationen zusätzlich
in Form eines zweiten Backups
Robustes Arbeitsgerät
© Acturion Datasys GmbH
glare-Displaybeschichtung des 14,10-
Zoll-Monitors ein problemfreies Arbeiten
sogar bei widrigen Lichtverhältnissen
erlaubt; als erstes Produkt der S-Reihe
verfügt es zudem über einen VGA- sowie
einen HDMI-Ausgang für den Anschluss
an externe Monitore.
NAS-System
© LG Electronics Deutschland GmbH
zu sichern. So tragen auch Betriebe mit
eingeschränkten personellen oder fi nanziellen
Ressourcen den aktuellen gesetzlichen
Datensicherungsbestimmungen
Rechnung.
www.lge.com
Mit nur 3 kg Gewicht nicht schwerer als
herkömmliche Laptops, überzeugt aber
auch sein Innenleben mit Intels Dual-
Core -T4200-Prozessor mit 2 GHz und
dem Graphik-Chipsatz GM45, der aufwendige
3D-Anwendungen ermöglicht,
komplettiert durch 2-GB-RAM, eine 160-
GB-Festplatte, WLAN, DVD-Laufwerk,
1,30-Megapixel-Kamera, Fingerabdruckscanner
und alle gängigen Schnittstellen
sowie vorbereitet für Touchscreen, GPS-
oder UMTS-Modul und Free-Fall-Sensor
oder Solid State Drives.
Sofort versandbereit, liefert Acturion den
Durios S14MT Pro mit den Betriebssystemen
Windows 7, Windows XP oder Linux
aus, wobei der Einstiegspreis bei 1.499 €
liegt.
www.acturion.com
106

107
Spezieller »Kugelschreiber« von Neusta
Sicherung handschriftlicher Dokumente
In Bauunternehmen und manchen
(größeren) Ingenieurbüros gehören das
Ausfüllen und Verwalten von Stundenzetteln
oder Serviceformularen zum Alltag.
Das Bremer Softwarehaus Neusta GmbH
bietet mit dem speziellen Kugelschreiber
namens Digital Pen nun die Möglichkeit,
zukunftsorientierte und herkömmliche
Formen der Datenerfassung zu kombinieren,
denn bereits während des Notierens
scannt dieser elektronische Stift ohne
Mehraufwand die von Hand erstellten
Informationen und leitet sie umgehend
an die webbasierte Neusta-Software
»Parallele« Datenerfassung
© Neusta GmbH
S O F T W A R E U N D I T
Forum
| Bau | Spezial
Brückenbau
1. Internationale Holzbrückentage IHB 2010
Entscheidungskriterien | Bemessung | Unterhalt
Kongresszentrum, DE-Bad Wörishofen
25./26. März 2010
www.forum-holzbruecken.com
www.forum-holzbau.com
www.forum-holzkarriere.com
project2web weiter, wo sie dank präziser
Schriftenerkennung in computerlesbare
Dateien umgewandelt werden. Statt auf
irgendwelche Papierdokumente warten
zu müssen, kann der entsprechende
Sachbearbeiter jetzt also alle direkt übermittelten
Arbeitszeiten, Ersatzteillisten,
Auftragsbeschreibungen oder andere
Texte sofort und damit quasi simultan
verwenden. Und: Neben der deutlichen
Zeitersparnis entfallen derart auch die bei
manueller Dokumentenübergabe entstehenden
Fehler.
www.neusta.de
BRÜCKENBAU | Februar 2010

N A C H R I C H T E N U N D T E R M I N E
Veränderungen bei Eiffel Deutschland
Uwe Heiland alleiniger Geschäftsführer
Dipl.-Ing. Uwe Heiland ist seit Januar
2009 als Geschäftsführer bestellt – und
nun seit Januar 2010 alleiniger Geschäftsführer
der Eiffel Deutschland Stahltechnologie
GmbH. Uwe Heiland ist 48 Jahre
alt und hat nach seinem Studium der
Architektur und des Bauwesens an der
Universität Weimar in verschiedenen
Funktionen und Aufgabengebieten des
Unternehmens gearbeitet.
Mit einem Gesamtumsatz von ca.
100 Mio. € und 190 Mitarbeitern ist die
Eiffel Deutschland Stahltechnologie
GmbH neben dem Stahlhochbau im
Stahlbrückenbau, dem Stahlwasserbau,
der Fördertechnik und dem Kraftwerksbau
tätig.
Hohes Investitionsniveau in Bayern
Ausbau der Verkehrsinfrastruktur
»Letztes Jahr ist die Rekordsumme von
1,70 Mrd. € in das bayerische Netz der
Autobahnen, Bundesstraßen und Staatsstraßen
gefl ossen. Davon konnten wir
1,17 Mrd. € für bauliche Investitionen verwenden«,
sagte Innenminister Joachim
Herrmann anlässlich des 20-jährigen Bestehens
der Bayerischen Ingenieurekammer-Bau
in München. »Und wir haben die
Weichen für die nächsten Jahre gestellt:
Im Koalitionsvertrag ist festgelegt, die
Investitionen in die Straßeninfrastruktur
auf hohem Niveau zu halten. Auch 2010
rechnen wir wieder mit 1 Mrd. €, die wir in
»Wachstum« bei der DEGES
Bremen als weiterer Gesellschafter
Am 11. Dezember 2009 ist die Freie Hansestadt
Bremen der Deutsche Einheit
Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH
(DEGES) beigetreten. Nach der Freien
und Hansestadt Hamburg und dem Land
Schleswig-Holstein ist Bremen dritter
Gesellschafter aus den westlichen Bundesländern,
so dass neben dem Bund
nunmehr acht Länder Gesellschafter der
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
Dipl.-Ing. Uwe Heiland
© Deutscher Stahlbau-Verband DSTV
Bayerns Straßen investieren können.« Um
die Wirtschaft und den Arbeitsmarkt zu
stabilisieren, setze Bayern also weiterhin
konsequent auf zusätzliche Investitionen
in die Infrastruktur.
Die Mittelsituation im staatlichen Baubereich
sei 2009 nicht zuletzt dank der Konjunkturpakete
durchaus positiv gewesen
und habe starke Impulse zur Stabilisierung
der heimischen Wirtschaft gesetzt.
Dieser Trend solle auch nach Auslaufen
der Konjunkturpakete fortgesetzt werden,
wobei: »Ohne leistungsfähige und
kompetente Ingenieure und Architekten
DEGES sind. Bundesverkehrsminister Dr.
Peter Ramsauer: »Ich begrüße, dass ein
weiterer Gesellschafter die Dienstleistungen
der DEGES in Anspruch nimmt. Das
stärkt die Gesellschaft und belegt, wie
erfolgreich ihre Arbeit ist. Kompetente
Partner im Straßenbau sind wichtig, damit
unser Verkehrsnetz auch weiter den
höchsten Ansprüchen genügt.«
Eiffel Deutschland Stahltechnologie
GmbH wurde beispielsweise im Januar
2009 mit der Erstellung des Daches des
Terminalgebäudes für den neuen Berliner
Großfl ughafen »Berlin Brandenburg
International« mit einer Gesamttonnage
von 10.000 t Stahlkonstruktion
und einem Auftragswert von mehr als
50 Mio. € betraut. Dieses Projekt ist nach
der Errichtung der sieben (Messe-)Hallen
der Landesmesse Stuttgart eine nächste
volumenstarke Bestätigung für die
Kompetenzen des Unternehmens bei der
Realisierung technisch und architektonisch
anspruchsvoller sowie terminlich
eng getakteter Bauvorhaben.
www.eiffel.de
könnten wir das jährliche Bauvolumen
der Staatsbauverwaltung von 3 Mrd. € gar
nicht umsetzen. Denn wir vergeben zunehmend
Planungs- und Bauleitungsaufgaben
an freiberufl ich Tätige – vor allem
an Architektur- und Ingenieurbüros.«
www.stmi.bayern.de
Die DEGES plant und baut als Projektmanagementgesellschaft
Straßen- und
Brückenbauvorhaben der öffentlichen
Hand. Ein Schwerpunkt sind jene des
Bundes sowie Landesprojekte im Auftrag
der Gesellschafter.
www.deges.de
www.bmvbs.de
108

109
Auftrag für Vinci
Hubbrücke in Bordeaux
Der Kommunalverband Bordeaux hat
Vinci Construction France als Leiterin eines
Design-and-Build-Konsortiums Ende
2009 offi ziell grünes Licht erteilt, um mit
der Ausführung des Planungs- und Bauauftrags
für eine Hubbrücke in Bordeaux
zu beginnen.
Die als Stadtboulevard konzipierte Verbindung
der (Stadt-)Viertel Bacalan am
linken und Bastide am rechten Ufer quert
die Garonne 2 km fl ussabwärts von Bor-
Verkehrsfreigabe des Bundesministers
Freie Fahrt von Göttingen bis Halle
Bundesverkehrsminister Peter Ramsauer
hat Ende Dezember 2009 die letzte Lücke
auf der A 38 für den Verkehr freigegeben.
An den Feierlichkeiten nahmen auch die
Thüringer Ministerpräsidentin Christine
Lieberknecht sowie die Landesverkehrsminister
Karl-Heinz Daehre, Sachsen-Anhalt,
und Jörg Bode, Niedersachsen, teil. In
Breitenworbis sagte Ramsauer: »Ab heute
haben die Autofahrer auf der gesamten
A 38 von Göttingen bis Halle freie Fahrt.
Diese Autobahn ist ein sichtbarer Erfolg
des Aufbaus Ost. 14 Jahre wurde an dieser
wichtigen West-Ost-Magistrale in der
Mitte Deutschlands gebaut. Der Bund hat
N A C H R I C H T E N U N D T E R M I N E
deaux‘ Zentrum. Sie wird von mehreren
Verkehrsträgern genutzt werden und
beinhaltet daher zweispurige Richtungsfahrbahnen
für Pkws und Lkws, ÖPNV auf
je eigener Fahrspur in beiden Richtungen,
Radwege und Bürgersteige.
Das 433 m lange und 45 m breite Bauwerk
umfasst ein 3.500 t schweres Mittelfeld
mit 117 m Länge, das entlang den vier
80 m hohen Pfeilern angehoben wird, um
106 m lichte Weite und 53 m lichte Höhe
dafür insgesamt 1,30 Mrd. € investiert.
Für die Anwohner, aber auch den überregionalen
Verkehr werden sich die Fahrzeiten
nun deutlich verkürzen.«
Die Bundesautobahn A 38 verbindet auf
einer Länge von rund 187 km die Großräume
Göttingen/Kassel im Westen und Halle/Leipzig
im Osten. Insgesamt wurden
200 Brücken und 25 Auffahrten gebaut,
für den letzten, jetzt eingeweihten Abschnitt
von Breitenworbis und Bleicherode
hat der Bund 165 Mio. € aufgewendet.
Ramsauer kündigte an, dass der Bund
auch in Zukunft hohe Beträge in die
ostdeutschen Bundesfernstraßen in-
für den Schiffsverkehr freizulassen; die
Übergabe soll Ende 2012 erfolgen, der
Gesamtauftragswert beträgt 125 Mio. €.
Für das Engineering zeichnet EGIS-JMI
verantwortlich, die mit 33 Monaten angesetzten
Bauarbeiten werden von GTM
Sud-Quest und GTM Sud, Töchtern von
Vinci Construction France, und der Metallkonstruktionsfi
rma Cimolaï ausgeführt.
www.vinci.com
vestieren wird: »Die weit überwiegende
Zahl der Großprojekte in den neuen
Bundesländern ist bereits fertig oder im
Bau«, so der Minister. »Aber natürlich
werden wir das Netz der Autobahnen und
Bundesstraßen weiter ausbauen. Sobald
wir Baurecht haben, nehmen wir auch
die Westumfahrung von Halle in Angriff.
Ich rechne damit im Jahr 2011. Danach
können wir auch das Verkehrsprojekt
Deutsche Einheit Nr. 13, zu dem die heute
fertig gewordene A 38 gehört, endgültig
abschließen.«
www.bmvbs.de
Maßnahme der Hessischen Straßen- und Verkehrsverwaltung
Abbruch und Erneuerung einer Autobahnbrücke bei Viernheim
Die Brücke im Zuge der Landstraße L 631
über die Bundesautobahn A 659 bei
Viernheim wird 2010 durch das Amt für
Straßen- und Verkehrswesen Bensheim
erneuert; das Bauwerk stammt aus dem
Jahr 1967, so dass eine Instandsetzung
der schadhaften Teile nicht mehr wirtschaftlich
wäre.
Vorgesehen ist, die Verkehrssicherung auf
der Landstraße bis Mitte Januar durchzuführen.
Danach werden vorbereitende
Arbeiten, wie das Abtragen der Asphalt-
schichten auf der Brücke, die Demontage
von Schutzplanken und der Abbau der
Lichtzeichenanlagen an der Anschlussstelle
Viernheim-Mitte realisiert. Der Abriss
der Brücke erfolgt im Anschluss und
bedingt einer Vollsperrung der A 659 über
ein Wochenende. Damit herabfallende
Brückenteile die Fahrbahn nicht beschädigen,
wird zunächst ein Erdbett auf die
Autobahn geschüttet. Mehrere Bagger
»zerlegen« das Bauwerk dann Stück für
Stück. Das Abbruchmaterial wird mit hy-
draulischen Zangen zerkleinert, auf Lkws
geladen, abtransportiert und ordnungsgemäß
entsorgt.
Wenn alles planmäßig verläuft, wird der
zwischen Viernheim und Heddesheim
pendelnde Verkehr ab Dezember 2010
über die neue Autobahnbrücke rollen
können. Rund 2 Mio. € investiert der Bund
als Baulastträger der Autobahn in das
neue Bauwerk.
www.hsvv.hessen.de
BRÜCKENBAU | Februar 2010

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Redaktion
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