11. Symposium Brückenbau in Leipzig - zeitschrift-brueckenbau ...

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11. SYMPOSI UM LEI PZIG Schrägkabelbrücke Orinoco III und Hängebrücke Billinghurst Planung von Brückenbauwerken in Südamerika 12 BRÜCKENBAU | 1 . 2011 von Wolfgang Eilzer, Karl Humpf, Michael Moslener Seit dem Bau der ersten Brücke über den Fluss Caroni in Venezuela Anfang der 1960er Jahre waren Leonhardt, Andrä und Partner an Planung, Prüfung oder Bauüberwachung von über 20 Großbrücken in Argentinien, Brasilien, Panama, Peru und Venezuela maßgeblich beteiligt. Dabei wurden einige innovative Technologien zum ersten Mal in Südamerika angewendet, wie zum Beispiel Gründungen in tiefem Was- ser, Taktschiebeverfahren, Doppelverbundkonstruktionen,Schrägkabelbrücken für Eisenbahnen, Schutz von Brückenpfeilern gegen Schiffsanprall. Über den Beitrag Südamerikas zur Entwicklung des Großbrückenbaus wurde in [1] berichtet, so dass hier darauf nicht weiter eingegangen wird. Vielmehr werden aktuelle Projekte vorgestellt. 2 Entwurf der Schrägkabelbrücke © Leonhardt, Andrä und Partner GmbH 1 Brücken über den Orinoco © Leonhardt, Andrä und Partner GmbH 1 Dritte Orinoco-Brücke 1.1 Projekt und Lage Der Orinoco ist mit einer Gesamtlänge von 2.560 km der längste Fluss Venezuelas und, nach Amazonas und Paraná, der drittlängste Südamerikas. Momentan queren ihn lediglich zwei Bauwerke: die 1967 eröffnete Brücke Angostura bei Ciudad Bolivar, eine Hänge- brücke für reinen Straßenverkehr mit einer Mittelöffnung von 712 m und einer Gesamtlänge von 1.272 m, sowie die 2006 fertiggestellte Brücke in Ciudad Guayana, eine Doppelschrägkabelbrücke für Straßen- und Eisenbahnverkehr mit Mittelöffnungen von 300 m, Regelstützweiten von 60 m und einer Gesamtlänge von 3.156 m. Zurzeit befindet sich die dritte Brücke, Puente Mercosur, zwischen Caicara del Orinoco im Süden und Cabruta im Norden im Bau. Die kombinierte Straßen- und Eisenbahnbrücke erschließt die sehr großen Gebiete südlich des Flusses und ermöglicht es, die dortigen reichhaltigen Erzvorkommen ganzjährig abzutransportieren, da der Orinoco nur etwa sechs Monate im Jahr schiffbar ist. 1.2 Grundlage des Entwurfs Der Orinoco hat im Bereich der Brücke bei Niedrigwasser eine Breite von ca. 2 km, während er bei Hochwasser auf eine Breite von 15,70 km anschwillt. Auf ihm verkehren im Wesentlichen Schubschiffe mit 5 x 5 Kähnen, einer Länge von 346 m, einer Breite von 53 m und 47.500 BRT. Das freizuhaltende Schifffahrtsprofil beträgt 320 m x 40 m über HSW. Die Brücke wurde nach dem »Load Factor Design« gemäß den US-amerikanischen Vorschriften AASHTO [3] und AREMA [4] für eine Lebensdauer von 100 Jahren bemessen. Wo diese Vorschriften nicht ausreichten, wurde auf Eurocode 3, die DIN-Fachberichte und die einschlägige Literatur, hauptsächlich zur Betriebsfestigkeit und zur Stabilität, zurückgegriffen.
Aufgrund der Anforderungen aus der Schifffahrt wurde in Strommitte eine Schrägkabelbrücke mit einer Mittelöffnung von 360 m konzipiert. In Bereichen, in denen mit einem Anprall des Bemessungsschiffs zu rechnen ist – das heißt beidseitig auf eine Breite gleich der drei- fachen Schiffslänge, gemessen von der Achse des Schifffahrtskanals –, wurden Stützweiten von 120 m gewählt. 1.3 Entwurf der Brücke Die kombinierte Straßen- und Eisenbahnbrücke hat eine Gesamtlänge von 11,25 km. Die doppelstöckige Hauptbrücke ist 2,28 km lang, die größte Stützweite beträgt 360 m. Das Haupttragwerk gliedert sich in – 2 x 2 dreifeldrige Durchlaufträger mit Stützweiten von 120 m sowie – eine Schrägkabelbrücke mit Stütz- weiten von 2 x 120 m + 360 m + 2 x 120 m = 840 m. Die Doppelkabel haben Abstände von 10 m am Überbau und 2,00–3,00 m am Pylon und erstrecken sich bis etwa zur Hälfte der zweiten Seitenöffnung; an den Pylonen verbleiben Fenster von 35 m. Der Überbau der Schrägkabelbrücke besteht im Wesentlichen aus – den beiden Fachwerken aus steigenden und fallenden Diagonalen mit einem gegenseitigen Abstand von 8,20 m, einer Systemhöhe von ca. 10,30 m und einem Knotenabstand von 10,00 m, – dem Untergurt aus einer 5,90 m breiten und 25 cm dicken Verbundplatte aus C 30/37, einem durchgehenden Bodenblech, vier Längssteifen und Querträgern in Abständen von 3,33 m, – dem Obergurt aus - einer 30 cm dicken Verbundplatte aus C 30/37, - einem durchgehenden, ausgesteif- ten Deckblech zwischen den Fach- werken und einer verlorenen Scha- lung aus Trapezprofilblechen außerhalb der Fachwerke, - den Querträgern mit Abständen von 3,33 m, - den Kabelverankerungen mit verstärkten Längs- und Quer- trägern. 3 Regelquerschnitt © Leonhardt, Andrä und Partner GmbH Die Stahlkonstruktion ist aus wetterfestem Baustahl in den Materialgüten ASTM A-588 mit einer Streckgrenze von f y = 345 MPa, die Blechdicken variieren zwischen 19 mm und 69 mm. Die Kabel, Parallellitzenbündel des Sys- tems Freyssinet, beinhalten 41–61 Monolitzen mit d = 0,06 mm und einer Zugfestigkeit von 1.770 N/mm 2 nach dem Verzinken. Den Korrosionsschutz der Monolitzen gewährleisten eine Feuerverzinkung mit 280 g/m 2 , ein 1 mm dickes PE-Rohr und eine Fettverfüllung sowie die Ummantelung des ganzen Kabels mit einem PE-Rohr. Die Litzen werden in Ankerhülsen verankert und dabei alle Lasten von Keilen mit hoher Dauerfestigkeit übertragen. Die feste Verankerung befindet sich im Überbau und die Spann- anker in den Pylonen. Die Litzen werden einzeln montiert und mit einer Monolitzenpresse nach dem Iso-Tensioning- Verfahren vorgespannt. Die Pylone haben eine Diamantenform, eine Höhe über dem Überbau von ca. 82 m und eine Gesamthöhe von 135,50 m. Die Stiele aus Stahlbeton unterhalb der Kabelverankerungen sind stark geneigt, um den Überbau zu umfassen, ihr Ab- stand ist oben 2,00 m und 28,00 m auf Höhe des Querriegels. In der Ansicht verjüngen sie sich von 9,00 m auf 5,50 m, der 6 m hohe und 6 m breite Querriegel ist vorgespannt. 1 1 . SYM P O S I U M L E I PZ I G 4 5 Ansichten des Pylons © Leonhardt, Andrä und Partner GmbH 6 Gründung des Pylons © Leonhardt, Andrä und Partner GmbH Die Pylone werden mit 39 Großbohrpfählen mit d = 2,50 m und l = 90 m gegründet, die Pfeiler auf 18 Pfählen mit d = 2,00 m und l = 80 m. Die Pfahlkopfplatten sind hier aber nicht, wie sonst üblich, rechteckig, sondern haben, wie schon bei alten Steinbrücken, eine Spitze. Dadurch wird sichergestellt, dass nur eine Reihe des Schubschiffverbandes anprallen kann. 1 . 2011 | BRÜCKENBAU 13
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