Brückenbauwerke - Verlagsgruppe Wiederspahn
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www.maurer.eu Ausgabe 4 . 2019 Brückenbauwerke Die Busbrücke in Zwolle Brücke Chinegga als Teil der Umfahrung Stalden Kempelenbrücke und Hüttenbrennersteg in Wien Ennssteg in Steyr und Birkenwiesesteg in Dornbirn www.verlagsgruppewiederspahn.de ISSN 1867-643X
EINFACH.
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Kattwyk − Neubau 2019
www.seh-engineering.de
EDITORIAL
Zur Wertschätzung von zeitgenössischen Lösungen
Alternativen von (angemessener) Aussagekraft
von Michael Wiederspahn
ummauertes Haus dar, das ein Kind mit fernöstlich oder -westlich gelegene Ziele
aller Sorgfalt aus butterfarbenen Klötzen heute eher seltener angesteuert, während
errichtet hat. Und doch ist das Haus kein die heimatlichen Gefilde erkennbar an
Haus. Es ist die visionäre Darstellung eines Popularität gewinnen.
Hauses, die steingewordene Idee eines Und das hat durchaus gute Gründe, war-
Hauses, ein Lehrbeispiel für architektoni- ten sie doch mit diversen Vorzügen auf,
sche Harmonie, ein philosophisches wie zum Beispiel mit wesentlich kürze-
Konzept.« ren bzw. verkürzten Fahr- und Flugzeiten,
Der Tourismus ist, wer wollte es bestrei- keinen oder lediglich geringen Kosten für
ten, eine ökonomische Größe oder eben Visa und Kurtaxen sowie mit dem stets
ein Wirtschaftsfaktor von erheblicher, ja gesuchten und begrüßten Charme des
von inzwischen kaum noch zu unterschät- (vermeintlich) Vertrauten inklusive einer
zender Bedeutung (geworden), was sich Sprache, die Mann oder Frau nicht extra
nicht nur am rasant anwachsenden Um- zu erlernen braucht. Darüber hinaus sol-
Dipl.-Ing. Michael Wiederspahn satz vieler Reisebüros und Reiseveranstal- len einige von ihnen, wenigstens tem-
ter zeigt, sondern auch oder sogar primär porär, eine Gefühlsregung oder, besser,
an der offenbar nicht einzudämmenden Traumvorstellung zu bedienen und zu
Vermehrung von Destinationen, wobei befriedigen helfen, der es nie an Aktuali-
deren Spektrum wie Standorte bisweilen tät oder Relevanz ermangel(t)e – nämlich
»In Ostfrankreich, irgendwo in der Franche- arg verwunderlich anmuten. In ländlichen jene von einem Leben im Einklang mit
Comté, gibt es einen imaginären Ort. Ich Regionen oder für, wie es im Amtsdeutsch Flora und Fauna, ergo von Begegnungen
hatte in Besançon übernachtet, einer so hübsch heißt, strukturschwache Ge- und Ereignissen, Episoden und Abenteu-
Stadt, die schon alt war, als sie im Jahr biete wird ihm zudem oft und gerne die ern in und auf Wald und Wiese, an Seen
58 v. Chr. von Cäsars Truppen erobert Rolle eines Entwicklungsmotors zuge- und auf Bergen, die das Bild einer unver-
wurde. Als ich versuchte, aus dem Laby- schrieben, um zu kompensieren, dass es dorbenen, tunlichst unberührten und
rinth der Einbahnstraßen herauszufinden, hier neben Ackerbau und Viehzucht an deshalb unverfälschten Natur vermitteln.
machte ich die Erfahrung aller Reisenden: anderen Einnahmequellen fehlt, die das Leider paart sich das Ganze mitunter auf
Die Welt ist eine unordentliche Angele- Ein- und Auskommen der einheimischen nachgerade als sehr unschön zu bezeich
genheit. Alte Burgen erheben sich direkt Bevölkerung zu sichern vermögen – und nende Weise mit der Idee, (irgendwelche)
neben modernen Wohnblöcken, mittel- zwar unabhängig von der Frage, ob auf Traditionen schützen und den künftig
alterliche Gässchen winden sich an Desi- Basis solcher monokausalen Erklärungs- zu errichtenden Bauwerken daher eine
gnerboutiquen entlang, die liebliche Berg- muster ein gedeihliches Miteinander von altertümliche Erscheinung verleihen bzw.
landschaft der Umgebung ist von häss- Mensch, Tier und Umwelt realiter zu verpassen zu müssen, wie nicht zuletzt
lichen Industrieanlagen angefressen. Die erreichen sein wird. Alberto Manguel in den eingangs zitierten
ideale und geordnete Stadt, die zweck- Über die etwaigen oder tatsächlichen Zeilen aus seinem äußerst geistvollen, in
mäßig und ingeniös durchdachte Anlage Wünsche und Hoffnungen der meisten dem Buch »Bilder lesen« zu findenden
existiert, so dachte ich, nur auf dem Pa- Urlauber darf dennoch gerätselt werden, Text en passant attestiert: » ... alles ist
pier, im ›Utopia‹ des Thomas More oder zumal deren Vorlieben in der Regel nicht anders, aber immer auf dieselbe Art.«
in den vagen Beschreibungen der Insel minder häufig wechseln wie die zahllosen Zum Glück sind derartige Beurteilungen
Atlantis. Die meisten Landschaften haben Angebote für sogenannte Früh- oder aber nicht von genereller Gültigkeit, treffen
etwas Wohltuendes an sich, weil sie kei- Last-Minute-Bucher und damit für eine sie, wenn überhaupt, höchstens auf und
nerlei Überraschungen bieten. Man weiß, Klientel, die sich überwiegend bis aus- für Städte, Dörfer und Landstriche zu, die
dass die nächste Kleinstadt einen Markt- schließlich an den Rabatt- und allen sons- im Ewiggestrigen zu verharren gedenken,
platz und eine Kirche haben wird, die tigen Preissenkungsaktionen der einschlä- wie die nachfolgenden Seiten mit Nach-
üblichen Läden, das übliche Gemisch von gigen Internetagenturen zu orientieren druck veranschaulichen. Der Intention
Vor- und Nachkriegshäusern – alles ist pflegt. Gleichwohl gab und gibt es einen verpflichtet, prinzipiell zeitgenössische
anders, aber immer auf dieselbe Art. Als Parameter, der nun peu à peu zu einer Lösungen im Brückenbau zu dokumen-
ich von Besançon südwärts fuhr, lag über Konstante heranzureifen beginnt: Dank tieren, die in puncto Qualität und Dauer-
den Feldern das gleiche blaue Morgen der Option, im häuslichen Sessel verblei- haftigkeit über sämtliche Zweifel erhaben
licht, das ich vom Frühherbst in Südonta- ben und sich quasi ohne (vorherige) An- sind, enthüllen sie Perspektiven, die dem
rio kenne und immer für einzigartig hielt. strengungen via Bildschirm durch den aufmerksamen Betrachter bei der Lektüre
Und dann, buchstäblich aus dem Blauen, virtuellen Raum bewegen zu können, wie dem Anblick vor Ort ansehnliche
tauchte vor mir die Saline von Arc-et- verliert der Reiz des Exotischen bei der Alternativen von (angemessener)
Senans auf. Dem Besucher bietet sich jährlichen Ferienplanung ein klein biss- Aussagekraft bescheren.
die Anlage aus dem 18. Jahrhundert als chen an Einfluss, werden also weiter
4 . 2019 | BRÜCKENBAU 3
I N H A LT
20 Jahre
Symposium BRÜCKENBAU Construction & Engineering
20 Jahre Baukultur im Brückenbau
Begonnen haben wir im Februar 2000 in Leipzig mit großzügiger Unterstützung in Beratung
und Programmgestaltung durch Dipl.-Ing. Friedrich Standfuß, Bundesverkehrsministerium:
Friedrich Standfuß hat nicht nur bei der Themenwahl, sondern auch bei der Auswahl der
Referenten Schützenhilfe geleistet – und so waren die »Länderfürsten« aus den Bauverwaltungen
der Bundesländer mit Vorträgen persönlich präsent. Und die VERLAGSGRUPPE WIEDERSPAHN konnte
zudem eines ihrer Anliegen, die damaligen Diskussionen zwischen Dipl.-Ing. Friedrich Standfuß und
Prof. Dr.-Ing. Jörg Schlaich im Rahmen einer öffentlichen Fachdebatte zu versachlichen,
ebenfalls erreichen.
In den nachfolgenden Jahren wurden in Leipzig immer wieder Brückenbauwerke erstmals in Deutschland
präsentiert, wie unter anderem der Grand Viaduc de Millau durch die Eiffage-Gruppe. Und das ist bis heute
so geblieben, ablesbar an den vielen Großbrücken, Wettbewerbsverfahren und Planungskonzepten,
die hier kontinuierlich vorgestellt wurden und werden.
Wir blicken stolz auf diese Jahre zurück, in deren Verlauf wir auch stets Tagungsbände veröffentlicht und
insgesamt zwei mit Preisgeldern dotierte Ideenwettbewerbe ausgelobt haben.
Im kommenden Jahr, also 2020, werden wir mit Hilfe einer international besetzten Jury aus
20 Jahren Brückenbau drei Bauwerke auswählen, die den Kriterien dieser Veranstaltung entsprachen
und entsprechen und somit eine Auszeichnung verdienen.
Wir freuen uns, wenn wir Sie zum 20. Symposium
mit Verleihung des Preises BAUKULTUR IM BRÜCKENBAU am 11. Februar 2020
in Leipzig begrüßen können.
VERLAGSGRUPPE
W I E D E R Smit MixedMedia
P A Konzepts
HN
Biebricher Allee 11 b | 65187 Wiesbaden | Tel.: +49/611/98 12 920 | Fax: +49/611/80 12 52
kontakt@verlagsgruppewiederspahn.de
www.verlagsgruppewiederspahn.de | www.mixedmedia-konzepts.de | www.symposium-brueckenbau.de
4 BRÜCKENBAU | 4 . 2019
I N H A LT
Editorial
3 Alternativen von (angemessener) Aussagekraft
Michael Wiederspahn
Brückenbauwerke
6 Die Busbrücke in Zwolle
Gerhard Setzpfandt, Tristan Wolvekamp, Marion Kresken
18 Brücke Chinegga als Teil der Umfahrung Stalden
Wolfgang Linder
34 Kempelenbrücke und Hüttenbrennersteg in Wien
Andreas Hierreich, Norbert Maderböck
46 Ennssteg in Steyr und Birkenwiesesteg in Dornbirn
Josef Galehr
58 Produkte und Projekte
68 Software und IT
72 Nachrichten und Termine
77 Branchenregister
79 Impressum
4 . 2019 | BRÜCKENBAU 5
BRÜCKENBAUWERKE
Entwurf, Konstruktion und Berechnung
Die Busbrücke in Zwolle
von Gerhard Setzpfandt, Tristan Wolvekamp, Marion Kresken
1 »Stadtpark-Brücke« als fließende Linie
© ipv Delft
Um die verkehrsreiche Nordseite des Denn was normalerweise ein Koloss hätte
Gebietes zu entlasten, wurde auf der werden können, ähnelt hier einer ranken
Südseite ein neuer Busbahnhof gebaut. Girlande, die federleicht auf nur vier
Die Busbrücke wiederum verknüpft den Stützen ruht.
Sehr einfach: So sieht die Busbrücke neuen Busbahnhof mit der Innenstadt
über den Gleisen beim Bahnhof und dem nördlichen Teil der Stadt. So- 3 Grundgeometrie
wohl die Busbrücke als auch der Bus- 3.1 Überbau – Grundriss
Zwolle aus. Aber der Schein trügt,
bahnhof sind am 9. Februar 2019 fest- Maßgebend für die Grundgeometrie der
denn Design und Errichtung der lich eröffnet worden, die Baukosten der Brücke und damit des Überbaus waren
Brücke waren komplex, unter ande- Brücke beliefen sich auf 14 Mio. €. die vom Auftraggeber vorgegebenen
rem wegen der zwingenden Rah- Randbedingungen bezüglich der nutz-
menbedingungen. Dank des inte- 2 Ausschreibung baren Grundstücksflächen für die Ram-
Ende 2016 gewinnt BAM infra mit dem pen und die Stützen sowie die beabsich-
gralen Ansatzes bei der Planung
Entwurf von ipv Delft den Wettbewerb für tige Formgebung.
und des überzeugenden Gesamt- die Planung und Realisation der Brücke. Sowohl die nordwestliche als auch die
konzeptes ist es ipv Delft und BAM In der Ausschreibung ist die S-förmige südöstliche Rampe verlaufen annähernd
infra gelungen, diese herausfor- Trasse zum Großteil durch die Lage der parallel zu den Bahnanlagen. Die gefor-
dernde Aufgabe in einen logischen Schienen, die verkehrstechnischen Anfor- derte stützenfreie Querung der Gleisan-
und scheinbar einfachen Entwurf derungen und die umringende Bebauung lagen zwischen den Rampen erfolgt
schon festgelegt. Vom Entwurf wird er- daher mit einem in der Überbauachse
zu übersetzen.
wartet, dass die Brücke eine fließende 82,132 m langen und im Grundriss S-för-
Linie mit optimaler Aussicht auf die Um- mig gekrümmten mittleren Brückenfeld.
1 Einleitung gebung bildet. Der Entwurf von ipv Delft Der Radius der beiden gegenläufigen
Das Gebiet rund um den Bahnhof in überzeugt die Jury, die Formgebung ist Krümmungen in diesem Feld beträgt
Zwolle wird zwischen 2017 und 2025 dabei entscheidend: Besonders die Idee, jeweils 50,00 m, resultierend aus der
gründlich transformiert. Das gesamte eine »Stadtpark-Brücke« verwirklichen zu Fahrgeometrie der auf der Brücke
Areal wird dabei zu einem grünen Cam- wollen, wird geschätzt. verkehrenden Busse.
pus mit Raum zum Arbeiten und zur Er- Das Konzept der Stadtpark-Brücke beruht Im Zuge der Optimierung des Entwurfes
holung umgestaltet. An beiden Seiten auf dem Gedanken, eine freundliche, na- wurden die Stützen an den Enden des
der Gleise entstehen Grünflächen, welche türliche und städtische Verbindung zu Mittelfeldes (Stütze 3 und Stütze 4) so
eine direkte Verbindung mit der offenen schaffen, passend zur Stadt Zwolle. Neben verschoben, dass dieses Feld und die
Flusslandschaft der Ijssel und der Innen- der angenehmen Ausstrahlung unter- beiden Stützen zentralsymmetrisch zum
stadt ermöglichen. Eine der ersten Ein- scheidet sie sich durch die großen Über- Punkt des Krümmungswechsels in Feld-
griffe zur Umgestaltung ist die Verlegung spannungen und die geringe Anzahl der mitte sind. Dabei wurden die Stützen
des Busbahnhofes. Stützen von konventionellen Lösungen. unter Einhaltung der vorgegebenen
6 BRÜCKENBAU | 4 . 2019
BRÜCKENBAUWERKE
Baufeldgrenzen so weit wie möglich an die
Bahnanlagen herangerückt. Im Vergleich
zur obengenannten Stützweite in der
Überbauachse beträgt der geradlinige
Abstand der Lagerpunkte des Mittelfeldes
80,228 m. Durch die zentralsymmetrische
Grundrissform ergaben sich deutlich
günstigere Schnittgrößen im Mittelfeld
gegenüber ebenfalls untersuchten
unsymmetrischen Varianten und eine
Vereinfachung von Konstruktion und
Herstellung.
Die Radien aus dem Mittelfeld werden in
den anschließenden Feldern unterschied-
lich weit bis zum Anschluss der Rampen
weitergeführt. Die Rampe auf der Nord-
westseite besitzt hier einen Radius von
475,00 m, die auf der Südostseite einen
Radius von 420,00 m. Im Rampenbereich 2 Unterseite in Bauwerksmitte aus Richtung Süden
konnte der Überbau nicht mehr zentral- © ipv Delft
symmetrisch angeordnet werden, da
sonst die Widerlager und die angrenzen-
den Böschungen über die vorgegebenen 3.2 Überbau – Längsschnitt
Baufeldgrenzen hinaus gegangen wären. Im Längsschnitt ist die Konstruktion struktionsunterkante wurde in Brücken-
Die Anschlusspunkte der Rampen an den symmetrisch zum Punkt des Krümmungs- mitte mit einem Radius von 1.390,621 m
neuen Busbahnhof und an die Nieuwe wechsels im Mittelfeld. Das Längsgefälle ausgerundet. Diese Ausrundung beginnt
Veerallee bzw. Willemskade waren durch beider Rampen beträgt 5,30 %, die Aus- bereits im Rampenbereich zwischen den
den Auftraggeber vorab verbindlich rundung der Kuppe im Mittelfeld erfolgt Stützen 2 und 3 bzw. 4 und 5.
definiert worden. mit einem Radius von 500 m. Die Kon-
3 Draufsicht
© ipv Delft
4 Längsschnitt
© ipv Delft
4 . 2019 | BRÜCKENBAU 7
BRÜCKENBAUWERKE
Durch die längere Ausrundung der Kon- Der Gesimsbereich des Überbaus hat über Verbundquerschnitt mit einer Fahrbahn-
struktionsunterkante wird die am Beginn die gesamte Länge eine Verkleidung aus platte aus Stahlbeton aufgenommen
der Rampen gleichbleibende Bauhöhe gekrümmten Aluminiumpaneelen, wel- werden können, wurde der tragende
von 2,600 m an den Stützen 3 und 4 auf che unterhalb der Kragarme in eine aus Hohlkastenquerschnitt an der Oberseite
2,982 m vergrößert. In Feldmitte des Holz übergeht. Die Holzverkleidung be- durch ein Deckblech geschlossen.
Mittelfeldes ergibt sich dadurch eine steht aus Bambuspaneelen und ist auf In den beiden weniger gekrümmten
Bauhöhe von 3,850 m. Die Vergrößerung einer stählernen Unterkonstruktion be- Rampenbereichen wurde der Überbau
der Bauhöhe im Mittelfeld ist statisch festigt, in die Aluminiumverkleidung ist zu Kostensenkung als längs beschränkt
sinnvoll, war aber auch eine Forderung auf der Innenseite oberhalb der Beton- vorgespannter Spannbetonhohlkasten
des Architekten, welcher aus gestalteri- gleitwände die Beleuchtung integriert. ausgeführt. Über den Stützen 2 und 5
schen Gründen die Zunahme der Über- befinden sich in den Kästen Querträger
bauhöhe in Richtung Brückenmitte mit 4 Materialwahl und zur Aufnahme der Lagerkräfte. Die End-
einer abnehmenden Breite des tragenden Querschnittsausbildung querträger an den Widerlagern wurden
Hohlkastens kombinieren wollte. Das S-förmig gekrümmte Mittelfeld auf 9,880 m verbreitert, um die Torsion
Die Gesamtlänge des Überbaus von konnte nur mit einem sehr torsionssteifen aus dem Überbau ohne abhebende La-
245,50 m zwischen den Widerlagerach- Stahlüberbau in Form eines unter der gerkräfte abtragen zu können. Das Innere
sen 1 und 6 ergab sich aus der Randbe- Fahrbahn liegenden Hohlkastens reali- der Spannbetonhohlkästen war im Er-
dingung, dass an den Widerlagern die siert werden, obenliegende Tragwerke richtungszustand für den Ausbau der
Bauwerksunterkante nicht tiefer als waren aus gestalterischen Gründen aus- Schalung und die Vorspannung der
5,25 m über Gelände liegen durfte. Für geschlossen worden. Da die infolge der Spannglieder durch Montageöffnungen
die Lage der Stützen 2 und 5 gab es keine Grundrisskrümmung vorhandenen Tor- zugänglich, im Endzustand sind diese
einschränkenden Randbedingungen, sie sionsmomente nicht durch den üblichen Öffnungen zubetoniert.
wurden nach den statischen Erfordernis-
sen angeordnet. Die Einzelstützweiten
betragen 37,750 m, 43,934 m, 82,132 m,
43,934 m, 37,750 m.
3.3 Überbau – Fahrbahnquerschnitt
Die Fahrbahnbreite nimmt aus fahrgeo-
metrischen Gründen von 7,600 m im
Rampenbereich ab der Mitte zwischen
den Stützen 2 und 3 bzw. den Stützen 4
und 5 linear auf 9,000 m in Brückenmitte
zu. Der bituminöse Fahrbahnaufbau hat
einschließlich der Abdichtung eine Dicke
von 10 cm, darunter ist eine 20 cm dicke
Stahlbetonplatte vorhanden, welche zwar
mitträgt, aber im Wesentlichen zur An-
ordnung und Befestigung der Entwässe-
rung, der Leerverrohrung und der Ab-
sturzsicherung dient. Weitere Gründe zur
Anordnung der Stahlbetonplatte waren
der fugenlose Übergang der Fahrbahn-
platte an der Koppelstelle der Stahl- mit
der Betonkonstruktion (Bild 5), ihre Quer-
tragwirkung zwischen den Längssteifen
des Fahrbahnblechs, der mögliche Aus-
gleich von Verformungen beim Stahlbau
und das Verhindern des schnellen Durch-
frierens der Fahrbahntafel im Winter.
Die Fahrbahn hat auf der gesamten Brü-
ckenlänge ein Dachgefälle, die Entwässe-
rung erfolgt in Längsrichtung im Inneren
der Schrammborde aus Polymerbeton
(Fabrikat: Envirokerb Bridge 220 mm x
190 mm). Die Bordhöhe beträgt 10 cm,
die seitlichen Notgehwege haben eine
gleichbleibende Breite von 1,00 m. Als
seitliche Absturzsicherung dienen Beton-
gleitwände aus »Deltabloc«-Fertigteilen,
deren Aufstandsfläche eine durchgehen-
de Breite von 0,615 m aufweisen. Es er-
gibt sich eine Gesamtbreite zwischen den 5 6 7 Nördliche Hälfte der Stahlkonstruktion: Längsschnitt, Draufsicht Fahrbahn und Bodenblech
Außenkanten der Fahrbahnplatte von © ipv Delft
12,230 m in Brückenmitte und 10,230 m
im Rampenbereich.
8 BRÜCKENBAU | 4 . 2019
BRÜCKENBAUWERKE
Die Stahlkonstruktion im Mittelfeld und
die Spannbetonstrukturen in den Ram-
pen sind ungefähr an den Momentennull-
punkten 12,636 m außerhalb der Stützen
3 und 4 biegesteif miteinander verbun-
den und bilden ein durchlaufendes hybri-
des Tragwerk. Der Stahlüberbau liegt
nahezu vollständig im zentralsymmetri-
schen Bereich des Mittelfeldes, lediglich
die letzten 3,174 m bis zur Koppelstelle
mit dem Spannbetonkasten der nordöst-
lichen Rampe befinden sich bereits in
der Grundrisskrümmung der Rampe. Die
Außenabmessungen des sichtbaren Stahl-
und des Betonquerschnittes an den bei-
den Koppelstellen sind identisch, so dass
der Materialwechsel nur am Farb- und
Rauigkeitsunterschied der Materialien
zu erkennen ist.
Bei der Konstruktion des Überbaus war
zu beachten, dass neben der bereits be-
schriebenen Veränderung der Tragwerks-
höhe und der Überbaubreite aus gestalte-
rischen Gründen die Breite der Unterseite 8 Krümmungen im Mittelfeld
der Kastenquerschnitte von 5,460 m an © ipv Delft
den Stützen 2 und 5 auf 3,660 in Brücken-
mitte linear abnimmt. Alle Änderungen
der Querschnittsabmessungen erfolgen
symmetrisch zur Brückenmitte. Die Aussteifung des Kastenquerschnittes erhalten. Die Neigung der Diagonalen
erfolgt über Querrahmen mit einem Ab- wechselt daher in Brückenmitte und an
5 Querschnitt des Stahlüberbaus stand von 3,159 m in der Überbauachse. den Momentennullpunkten vor den
Wegen der großen Torsionsmomente Die Querrahmen bestehen aus einem Stützen 3 und 4.
besteht der Hauptträger aus einem all- umlaufenden T-Querschnitt, jeder zweite Zur Längsaussteifung der Kastenbleche
seits geschlossenen stählernen Kasten- von ihnen wird zusätzlich durch eine Dia- dienen innen angeschweißte T-Profile, die
querschnitt. Die Blechdicke des Boden- gonale ausgesteift. Für diese Diagonalen der Krümmung im Grundriss folgen und
blechs beträgt 65 mm in Feldmitte und wurden Rohre 244,50 mm x 16 mm ge- an die unterschiedlichen Kastenbreiten
70 mm an den Stützen, die des Deck- wählt, sie sind zur Sicherung der Quer- und -höhen über die Veränderung ihrer
blechs 40 mm in Feldmitte und 50 mm schnittsform wegen der starken Verwöl- Abstände und ihrer Anzahl angepasst
an den Stützen. Im Bereich der Momen- bung aus Torsion erforderlich. Da die wurden. Da die Längsspannungen in den
tennullpunkte sind die Blechdicken ge- Torsionsbeanspruchung im Endzustand T-Steifen am Boden- und am Deckblech
ringer. Die seitlichen Stege haben eine im Wesentlichen durch die Fahrbahn- erhebliche Umlenkkräfte verursachen,
durchgehende Dicke von 35 mm. Für die krümmung hervorgerufen wird, wurden wurden die Gurte der Steifen zur seit-
gesamte Stahlkonstruktion der Haupt- die Diagonalen so angeordnet, dass sie lichen Festhaltung an die Querrahmen
träger wurde S 355 eingesetzt. aus jener Beanspruchung Zugkräfte angeschlossen.
10 Hohlkasten im Bauzustand
© ipv Delft
9 Querschnitt in Feldmitte (am Querrahmen 18)
© ipv Delft
4 . 2019 | BRÜCKENBAU 9
BRÜCKENBAUWERKE
In der Entwurfsphase wurde unter ande-
rem untersucht, die Kragarme als reine
Betonkonstruktionen auszubilden. Dies
hätte jedoch ein größeres Eigengewicht
und den nachträglichen Einsatz einer
festen Schalung oder eines Schalwagens
zur Herstellung der Auskragung bedeu-
tet. Die Auskragungen wurden daher
ebenfalls als Stahlkonstruktionen
ausgeführt.
Die Querträger der Auskragungen haben
einen T-Querschnitt und schließen immer
oben an die Querrahmen im Inneren des
Kastens an. Das Deckblech der Kragarme
hat im Fahrbahnbereich eine durchge- 11 Querschnitt am Querrahmen 3
© ipv Delft
hende Dicke von 20 mm, außerhalb der
Fahrbahn nimmt die Dicke auf 15 mm ab.
Da die Außenseite der Stahlkonstruktion die Querverteilung der Verkehrslasten Die Außenflächen der Stahlkonstruktion
unter anderem durch Spritzverzinkung auf die Längsrippen und verringert die wurden durch Spritzverzinkung und Be-
gegen Korrosion geschützt werden sollte, Verformungen im Fahrbahnblech und in schichtung gegen Korrosion geschützt.
konnten die im Kasteninneren zur Längs- den Rippen. Die Abstände der Fahrbahn- Die sichtbaren Teile an der Unterseite der
aussteifung angeordneten T-Profile außen aussteifungen ließen sich daher gegen- Kästen wurden mit einer dunkelgrauen
nicht vorgesehen werden. Die Ausstei- über einer reinen orthotropen stählernen Deckbeschichtung in Anlehnung an den
fung des Fahrbahnblechs erfolgte dort Fahrbahntafel vergrößern, was die An- dunkel eingefärbten Beton versehen.
mit den üblichen Trapezprofilen, die ab- passung an die wechselnden Fahrbahn-
schnittsweise in Polygonform der Brü- breiten erleichterte. 6 Ausbildung der Koppelstellen
ckenkrümmung angeglichen wurden. Das Innere der stählernen Hohlkästen war Die biege- und torsionssteife Kopplung
Die 20 cm dicke Stahlbetonfahrbahn- im Bauzustand über Öffnungen für die der Kastenquerschnitte aus Stahl und
platte oberhalb des Deckblechs, aus Montagearbeiten und das Vorspannen Beton erfolgt durch Kopfbolzendübel
Beton C 35/45 hergestellt, ist mittels der Spannglieder an den Koppelstellen an der Innenseite des Stahlkastens und
Kopfbolzendübeln so an das Deckblech zugänglich, für den Endzustand wurden durch die Weiterführung der Spann-
angeschlossen, dass sie in Brückenlängs- die Kästen luftdicht verschweißt. Sie be- glieder aus dem Spannbetonträger in
richtung vollständig mitträgt. In Quer- sitzen keine Inspektionsöffnungen und die Stahlkonstruktion. Die Kopfbolzen
richtung übernimmt die Stahlbetonplatte im Inneren auch keinen Korrosionsschutz. übernehmen dabei die Torsionskopplung
und die Spannglieder die Kopplung der
horizontalen und vertikalen Biegemo-
mente. Der Kopplungsbereich, in dem
sich Beton- und Stahlquerschnitt über-
lappen, hat eine Länge von 1,50 m. Auf
der Stahlseite schließt sich daran ein
1,00 m langer stählerner Verankerungs-
querträger an, in welchen die Spann-
gliedverankerungen eingebaut wurden.
Dieser Querträger nimmt die Druckkräfte
des vorgespannten Betons und die Zug-
kräfte aus den Spanngliedern auf und
überträgt die resultierenden Schnitt-
größen auf den Stahlquerschnitt.
Damit die Spannglieder ins Innere des
Stahlkastens eingeführt werden können,
wurde der Betonquerschnitt innen all-
seitig angevoutet. Im Stegbereich werden
jeweils drei Spannglieder bis in die Stahl-
konstruktion weitergeführt, jeweils vier
Spannglieder wurden im Bereich der Kop-
pelstelle zusätzlich in der Fahrbahnplatte
und in der Bodenplatte angeordnet, um
mit der kleineren Nutzhöhe im Inneren
des Stahlhohlkastens alle Kräfte ohne
Dekompression in der Verbindungsfuge
zwischen Stahl und Beton übertragen
zu können.
12 13 Querschnitt und Längsschnitt an der Koppelstelle
© ipv Delft
10 BRÜCKENBAU | 4 . 2019BRÜCKENBAUWERKE
15 Lagerschema
© ipv Delft
14 Ausbildung der Koppelstelle über die große Lagerspreizung der dort Im Bauzustand nach dem Einfahren des
© ipv Delft
an beiden Enden der Querträger ange- Stahlüberbaus, aber vor der Herstellung
ordneten Lager aufgenommen, ohne der Verbindung mit den Spannbeton-
Der Verankerungsquerträger besteht aus dass abhebende Lagerkräfte auftreten. querschnitten und vor dem Verguss der
einem umlaufenden Kastenquerschnitt, Die Lager auf den Stützen greifen am Lager wurde der Stahlüberbau an den
an den die Spanngliedverankerungen Überbau außermittig an, die Ausmitte Stützen 3 und 4 an jeweils zwei Punkten
über Querschotte angeschlossen wurden. beträgt an den Stützen 2 und 3 genau auf einem um die Stützen herum gebau-
Die Verankerungskräfte der Spannglieder 500 mm und an den Stützen 4 und 5 ten Traggerüst aufgelagert. Diese Aufla-
werden an den Außenseiten direkt in die jeweils 475 mm und korrespondiert am gerpunkte am Überbau können im End-
Deck- und Bodenbleche sowie die Stege Stahlüberbau derart mit der Neigung der zustand als Pressenansatzpunkte für
des Hauptträgers eingeleitet, an den In- Stützen: Sie wurde aus gestalterischen einen eventuellen Lagerwechsel
nenseiten des Verankerungsquerträgers Gründen so gewählt, dass die Außen- verwendet werden.
über dessen Stege erfolgend. Auf der kante der Stützen bündig mit der des
Betonseite wird der Verankerungsquer- Hohlkastens abschließt. 7.2 Ausbildung der Auflagerpunkte
träger durch eine im Bereich der Beton- Die Längsfesthaltung für den gesamten Über den Stützen 3 und 4 wurde jeweils
druckzonen umlaufend 60 mm dicke Überbau erfolgt am Widerlager 6 durch ein Auflagerquerträger zur Übertragung
Druckplatte abgeschlossen. Außerhalb ein mittig in der Brückenachse situiertes der Lasten aus dem Kalottenlager in den
der Betondruckzonen ist nur ein 15 mm Lager. Auf diesen Festpunkt sind die Be- Hohlkasten angeordnet. Der Querträger
dickes Schott vorhanden. wegungsrichtungen aller anderen Lager besteht aus zwei Querschotten (Blech-
Außerhalb des Hohlkastens im Bereich in den Achsen 1–6 radial ausgerichtet, die dicke: 50 mm) mit einem Achsabstand
der Kragarme erfolgt die Verbindung Querfesthaltungen jener Lager wirken von 1,00 m und dazwischenliegenden
zwischen Stahl- und Betonquerschnitt jeweils rechtwinklig dazu. Durch die so Steifen. Die beiden Schotte und die im
über die Stahlbetonfahrbahnplatte, wel- gewählte Lageranordnung werden hori- Querschnitt schrägen Steifen haben
che bis Unterkante Stahlquerträger her- zontale Zwängungen aus der globalen Aussparungen, um die Herstellung zu
untergezogen wurde und mit selbigem Temperaturänderung verhindert. vereinfachen.
über Kopfbolzendübel verbunden ist.
Zusätzlich geht die auf der Stahlkonstruk-
tion über die gesamte Breite vorhandene
20 cm dicke Stahlbetonplatte im Veran-
kerungsbereich fugenlos in die Fahrbahn-
platte des Betonquerschnittes über.
Bei der Herstellung der Spannbetonüber-
bauten in den Rampenfeldern wurde je-
weils ein 3,50 m langer Teil der Betonkon-
struktion im Anschluss an den Stahlüber-
bau freigelassen. Dieser Koppelbereich
wurde erst nach dem Einfahren der Stahl-
konstruktion in zwei Abschnitten beto-
niert. Der Kragarm der Rampenbrücken
wurde bis dahin durch eine Hilfsstütze
abgestützt.
7 Lagerung im End- und Bauzustand
7.1 Anordnung der Lager
Der Überbau ist auf den Stützen 2, 3, 4
und 5 jeweils punktförmig über ein Kalot-
tenlager aufgelagert. Ein Teil der Torsions-
kräfte im Überbau wird wegen der vor-
handenen Grundrissanordnung der Lager
(nicht in einer Linie) durch die vertikalen
Lagerkräfte an diesen Stellen bereits ab-
getragen. Die an den Widerlagern 1 und 6 16 17 Querschnitt und Längsschnitt am Auflager in Achse 3
noch vorhandenen Torsionskräfte werden © ipv Delft
4 . 2019 | BRÜCKENBAU 11BRÜCKENBAUWERKE
Bei der Konstruktion des Querträgers
waren die Verschiebungswege der Lager
an der Kastenunterseite zu beachten.
Wegen der außermittigen Stützenanord-
nung liegen die Auflagerpunkte für die
Abstützung im Bauzustand und die Pres-
senansatzpunkte für den Lagerwechsel
nur auf der Bogeninnenseite unter dem
Kastenquerschnitt. An der Bogenaußen-
seite musste dazu eine Konsole außen
am Kasten angebracht werden, die in-
nerhalb der Holzverkleidung liegt und
im Endzustand nicht sichtbar ist.
18 Stabwerksmodell: Endzustand für Auflagerkräfte und Spannbetonnachweise
(rot: Lager und Federn; blau: starre Kopplungen)
© ipv Delft
19 Vereinfachte Modelle zum Vergleichen:
Dreistabmodell, Einstabmodell, Modell aus Flächenelementen (v.l.n.r.)
© ipv Delft
8 Rechenmodelle: Endzustand
8.1 Globale Nachweise
Zur Ermittlung der Auflagerkräfte und
für die Nachweise der Spannbetonkon-
struktion im Endzustand wurde ein Stab- 20 Modell aus Stabwerks- und Flächenelementen für die globalen Nachweise am Stahlüberbau
© ipv Delft
werksmodell verwendet. Es bestand für
den Überbau nur aus einem im Schwer-
punkt des Brückenquerschnittes liegen- Für die globalen Nachweise am Stahl- An diesem Modell wurden die globalen
den Stab mit entsprechenden Anschlüs- überbau im Endzustand wurde daher ein Nachweise im Grenzzustand der Trag-
sen für die Lager. Die Unterbauten wur- kombiniertes Modell aus Stabwerks- und und der Gebrauchstauglichkeit nach
den ebenfalls bis zu den Pfahlkopfplatten Flächenelementen verwendet. Im Bereich Eurocode einschließlich niederländi-
als Stäbe modelliert, die Gründungen der Betonkonstruktion und der Unterbau- schen Anhangs und nach den ergänzen-
jedoch lediglich über ihre Federsteifig- ten war es identisch mit dem oben be- den Vorschriften der niederländischen
keiten berücksichtigt. schriebenen durchgehenden Stabmodell. Eisenbahn geführt. Die Lastansätze
In einer Vorberechnung mit vereinfach- Im Bereich des Stahlüberbaus wurden die erfolgten ebenfalls nach jenen Vorschrif-
ten Modellen wurde festgestellt, dass das in Längsrichtung verlaufenden Bleche des ten, wobei die Verkehrslasten zur Ver-
häufig für die Berechnung von Brücken Kastens und der Fahrbahn mit Flächen- einfachung als Streckenlasten über den
mit Hohlkastenquerschnitten verwendete elementen modelliert (Finite-Elemente- Hauptträgerstegen angesetzt wurden.
Dreistabmodell, bei dem, vereinfacht be- Modell), die aussteifenden Querrahmen Alle Berechnungen erfolgten an den
schrieben, die Biegesteifigkeit den beiden und die Längssteifen zur Verringerung globalen Modellen mit dem Programm-
äußeren Stäben und die Torsionssteifig- des Rechenaufwandes mittels exzen- system »Sofistik« und an den lokalen
keit dem Zentralstab zugeordnet wird, trisch angeschlossener Stäbe. An den Modellen mit »InfoCAD« und »Sofistik«.
hier wegen der starken Krümmungen Anschlussstellen zum Beton und über Bei der Schnittgrößenermittlung für den
fehlerhafte Ergebnisse liefert. Dies betraf den Lagern wurden Querschotte mit Endzustand wurden die in Bild 22 dar-
besonders die Torsionsbeanspruchungen. den Steifigkeiten der Verankerungs- gestellten Bauzustände berücksichtigt,
Ein vollständiges Modell aus Flächenele- und Auflagerquerträger vorgesehen. deren temporäre Schnittkraftzustände
menten war dagegen zu aufwendig und Die Betonfahrbahn wurde als zusätzliche sich ins Tragwerk einprägen. Dabei waren
für die Spannbetonnachweise unprakti- starr gekoppelte Fläche oberhalb des am Modell Ergänzungen für die Hilfsstüt-
kabel. Fahrbahnblechs angeordnet. zen und Montagelager vorzusehen.
12 BRÜCKENBAU | 4 . 2019BRÜCKENBAUWERKE
21 Detailansicht des Modells für die Stahlkonstruktion:
Darstellung der als Stäbe modellierten Aussteifungen durch ihre Querschnitte
© ipv Delft
23 Spannungen in Feldmitte infolge Mmax (unten Zug) 22 Bei den globalen Nachweisen berücksichtigte Bauzustände
© ipv Delft © ipv Delft
8.2 Lokale Nachweise
Für drei Bereiche des Überbaus wurden Als Lasten wurden die lokalen Einwir- len Kräfte als Streckenlasten entlang den
die Nachweise im Endzustand an lokalen kungen und zur Berücksichtigung der Blechen angesetzt. Dabei wurden nur
Finite-Elemente-(FE-)Modellen geführt. Kräfte aus dem nicht modellierten Teil die vorab ermittelten ungünstigsten
Diese drei Bereiche waren das Fahrbahn- des Haupttragwerks die an den Schnitt- Laststellungen der Verkehrslasten
deck zusammen mit den Queraussteifun- kanten des Modells angreifenden globa- berücksichtigt.
gen, der Auflagerquerträger und der
Verankerungsquerträger am Beton.
Das lokale Modell für das Fahrbahndeck
und die Queraussteifungen bildet alle
Stahlbauteile eines drei Querträgerab-
stände (9,477 m) langen Überbauab-
schnittes ab. Dies erfolgte wegen der
veränderlichen Geometrie an zwei Stel-
len, einmal in Feldmitte mit der breites-
ten Fahrbahn und dem höchsten Quer-
schnitt und einmal vor dem Veranke-
rungsquerträger mit der schmalsten
Fahrbahn und dem niedrigsten Quer-
schnitt.
24 Lokales Modell für die Fahrbahn und den Hauptträger mit Queraussteifungen in Feldmitte
© ipv Delft
4 . 2019 | BRÜCKENBAU 13BRÜCKENBAUWERKE
Dabei wurde entsprechend der Aufga- Das lokale Modell für den Verankerungs-
benstellung von 60 Mio. Überfahrten der querträger an der Verbindung zum Beton
tatsächlich in Zwolle vorhandenen Busse beinhaltet alle Stahlbauteile des 5,50 m
während der Nutzungsdauer der Brücke langen Überbauabschnittes am Ende der
ausgegangen. Stahlkonstruktion (Bild 27). Mit diesem
Das lokale Modell für den Auflagerquer- Modell wurden alle lokalen Nachweise
träger bildet alle Stahlbauteile des zwei im Grenzzustand der Tragfähigkeit und
Querträgerabstände (7,32 m) langen der Gebrauchstauglichkeit für die Ver-
Überbauabschnittes über den Lagern in bindungskonstruktion zum Beton ge-
Achse 3 und 4 ab (Bild 26). Mit diesem führt. Als Belastung wirken die Veranke-
Modell wurden alle lokalen Nachweise im rungskräfte der Spannglieder, die Beton-
Grenzzustand der Tragfähigkeit und der druckkräfte aus dem jeweiligen Lastfall
25 Busse für Ermüdungslastmodell
© ipv Delft Gebrauchstauglichkeit für den Querträger und die an den Modellenden angreifen-
geführt, wobei zusätzlich zu den Rand- den Gesamtschnittgrößen. Die Geome-
lasten aus dem globalen System die loka- trie und der Spannungsverlauf in der
Zusätzlich zu den bereits beim globalen len Verkehrslasten und die Auflagerkräfte Betondruckzone – siehe Bild 28 – wurden
Modell beschriebenen Nachweisen wur- im Bau- und im Endzustand betrachtet für den Lastansatz jeweils in einer
den am lokalen Modell der Fahrbahn und wurden. separaten Berechnung ermittelt.
der Queraussteifungen alle Ermüdungs-
nachweise infolge der vorgegebenen
Beanspruchung aus dem Busverkehr
sowie die Stabilitätsnachweise für die
Fahrbahn und die Aussteifungen geführt.
27 Lokales Modell für den Verankerungsquerträger: Ansicht von der Stahlseite
© ipv Delft
26 Lokales Modell für den Auflagerquerträger (ohne Deckbleche)
© ipv Delft
28 Betondruckkräfte auf den Verankerungsquerträger aus Längskraft und Moment
© ipv Delft
14 BRÜCKENBAU | 4 . 2019BRÜCKENBAUWERKE
9 Rechenmodelle für das Einfahren
Für die Bauzustände beim Einfahren des
Stahlüberbaus wurden die globalen Nach-
weise an dem bereits erläuterten FE-Mo-
dell geführt. Dazu musste es aber um die
Modellierung der Traggerüste auf den
Transportfahrzeugen, der Transportfahr-
zeuge mit ihren einzelnen Achsen, des
Zusatzballastes und der Baugrundnach-
giebigkeit ergänzt werden. Dies erfolgte
getrennt für die unterschiedlichen Hilfs-
konstruktionen in den Verschubphasen
0, 1 und 2. Dabei war zu berücksichtigen,
dass in jeder Phase andere Gruppen von
29 Einfahrphasen: Anheben, Vorschub über Bahn, Positionierung auf den Stützen (v.o.n.u.)
Rädern bezüglich der Aufnahme von © ipv Delft
Vertikallasten hydraulisch verbunden
waren. Mit dieser Gruppenbildung wurde
jeweils die Stabilität der Gesamtanord-
nung gesichert, ohne dass zu große
Zwängungen auftraten. – Trägheitskräfte aus Bremsen (Nothalt) Bei den ungünstigsten Überlagerungen
Neben den Lasten aus der ca. 1.000 t – Kräfte infolge Fahrfehlern (längs und aller möglichen Einwirkungen während
schweren Stahlkonstruktion und aus quer) des Einfahrens konnten die Nachweise
420 t Zusatzballast und geringen Ver- – Ungenauigkeiten bei der Ballastierung nur erbracht werden, indem abhebende
kehrslasten aus der Montage waren bei und der Verteilung des Eigengewichtes Lager an der Überbauauflagerung und
den Nachweisen für das Einfahren auch – Windlasten beim Fahren und höhere an den Rädern der Fahrzeuge zugelassen
folgende Sonderlasten zu beachten, Windlasten beim Standby wurden. Eine nichtlineare Berechnung
welche vorab mit der ausführenden Firma – Schiefstellungen unter Einbeziehung abhebender Lager
definiert und vom Auftraggeber geneh- – Setzungen und Hebungen aus dem und Räder war wegen der Komplexität
migt worden waren: Baugrund des Systems nicht möglich. Für einzelne
Lastfälle und Lager wurde aber mit ver-
einfachten Ansätzen überprüft, dass das
Abheben der betroffenen Lager nicht
zum Stabilitätsversagen des Gesamt-
systems führt. Das Abheben von Lagern
wurde während des Einfahrens gesondert
beobachtet.
30 Einfahrphase 1: 300 t Ballast (rot),120 t Ballast (grün), hydraulisch verbundene Fahrzeugräder (rote Umrandung)
© ipv Delft
31 Einschubphase 1 (globale Nachweise): Stabwerksmodell für Gerüste und Fahrzeuge, FE-Modell für Überbau
© ipv Delft
4 . 2019 | BRÜCKENBAU 15BRÜCKENBAUWERKE
32 Einfahren in Phase 1: Verfahren des Überbaus vom Montageort zur Einbaustelle
© ipv Delft
33 Einfahren in Phase 1: Vorschieben des Kragarmes über die Bahnanlagen
© ipv Delft
35 Mittelunterstützung beim Einfahren in Phase 2
© ipv Delft
34 Einfahren beim Übergang von Phase 1 zu Phase 2: Ausfahren der Mittelstütze
© ipv Delft
16 BRÜCKENBAU | 4 . 2019BRÜCKENBAUWERKE
36 Verstärkungsmaßnahmen am Querrahmen für das Einfahren in Rot
© ipv Delft
Bauherr
ProRail B. V., Utrecht, Niederlande
Beim Nachweis in Einschubphase 1 war
Eigentümer
besonders zu beachten, dass sich durch Stadt Zwolle
den Kragarm die Richtung des globalen
Torsionsmomentes ändert. Die ausstei- Entwurf
ipv Delft – creative engineers, Delft, Niederlande
fenden Diagonalen im Kasten werden
damit nicht mehr auf Zug, sondern auf Tragwerksplanung
Autoren:
Druck beansprucht. BAM Infraconsult bv, SC Gouda, Niederlande
Dr.-Ing Gerhard Setzpfandt
An den Auflagerpunkten des Überbaus Setzpfand Beratende Ingenieure GmbH & Co. KG,
Setzpfandt Beratende Ingenieure GmbH & Co. KG,
Weimar
in den einzelnen Einfahrzuständen waren Weimar
zur Aufnahme der großen Punktlasten Tristan Wolvekamp MSc Statikprüfung
lokale Verstärkungen gegenüber den Ab- BAM Infraconsult bv, Movares Nederland B.V., Utrecht, Niederlande
SC Gouda, Niederlande
messungen für den Endzustand erforder- Bauausführung
Dipl.-Des. Marion Kresken
lich. Beispielhaft ist dies für den Quer- ipv Delft – creative engineers, BAM Infra Regional bv, SC Gouda, Niederlande
rahmen 21 in Bild 36 dargestellt. Delft, Niederlande Victor Buyck Steel Construction NV, Eeklo, Belgien
AZ_Setzpfand 19.pdf 1 16.09.19 20:13
4 . 2019 | BRÜCKENBAU 17BRÜCKENBAUWERKE
Integrales Bauwerk im Zuge der Schweizerischen Hauptstraße H 212
Brücke Chinegga als Teil der Umfahrung Stalden
von Wolfgang Linder
Für die Chineggabrücke konnte
durch eine erneute Variantenstudie
auf Basis eines Bauprojekts aus dem
Jahr 2012 eine erhebliche Verbesse-
rung des Tragwerkskonzepts erzielt
werden. Die wesentlichen Vorteile
der Konzeptänderung sind
folgende:
− Durch die Zusammenfassung
von zwei veranschlagten Via-
dukten zu einer einzigen Spann-
betonbrücke konnten zwei
Widerlager eingespart und
durch ein sehr einfaches 1 Chineggabrücke
© SRP Ingenieur AG
Auflager ersetzt werden.
− Wegen der integralen Bauweise
entfallen sämtliche vier Fahr-
bahnübergänge und statt zwölf 1 Einleitung
Brückenlagern ist nur noch eines 1.1 Vorhaben, Auftrag
notwendig. Die Schweizerische Hauptstraße H 212 Unsere Ingenieurgemeinschaft erhielt
Visp–Stalden–Saas-Grund durchquert vom Kanton Wallis im April 2014 den
Neben den Kostenvorteilen ergibt
heute das Siedlungsgebiet von Stalden. Gesamtauftrag für die Projektierung,
sich daraus ein robustes, unterhalts- Aufgrund der großen Bedeutung des Ausschreibung und Realisierung des
armes und dauerhaftes Bauwerk. Tourismusverkehrs nach Saas-Fee und Loses 3.8, dessen wesentlicher Bestand-
Die ausschließliche Verwendung Zermatt werden insbesondere in der teil die Überbrückung der Matter Vispa
von Beton, welcher vor Ort verfüg- Hochsaison an Samstagen Spitzenbelas- darstellt.
bar ist, ermöglichte kurze Transport- tungen von 12.000 Kfz verzeichnet.
Dadurch entstehen große Verkehrsbe-
wege. Das Brückenbauwerk kostet
hinderungen und eine hohe Lärmbelas-
inklusive des imposanten Lehrge- tung entlang der Ortsdurchfahrt.
rüsts ca. 12 Mio. sFr., die Abrech- Mit dem Bau einer 1,445 km langen Dorf-
nung wird unterhalb der Vergabe- umfahrung soll dieses Problem gelöst
summe liegen. Das Bauprogramm und Stalden vom Durchgangsverkehr
befreit werden. Auf der Strecke sind sechs
wird eingehalten und die Brücke
Brückenbauwerke und ein Tagbautunnel
bis Ende Oktober 2019 fertigestellt geplant.
sein. Damit die Arbeit auf verschiedene Pla-
nungsbüros und Bauunternehmungen
aufgeteilt werden konnte, wurde die Um-
fahrung in fünf Baulose aufgegliedert.
2 Umfahrung Stalden mit sechs Brücken und einem Tunnel
© Dienststelle für Mobilität
18 BRÜCKENBAU | 4 . 2019BRÜCKENBAUWERKE
3 Bauprojekt: Brücken Chinegga und Bielmatta
© Diggelmann und Partner AG
1.2 Grundlagen
Das Los 3.8 führt von der Abzweigung der Es waren für beide Brücken zusammen Als ein wesentliches Gefährdungsbild
Kantonsstraße, genannt Bielmatta, kurz vier Widerlager mit jeweils vier Brücken- wurde die großräumige Stabilität des
vor dem Dorf Stalden über den tiefen übergängen vorgesehen. Zusammen mit Felskopfes betrachtet, auf welchem das
Taleinschnitt der Matter Vispa zum süd- den Pfeilern wären insgesamt zwölf Brü- Zwischenauflager der Brücke Chinegga zu
lichen Chineggahang. Die Trassierung ckenlager erforderlich gewesen. liegen kommt. Durch den Sprengabtrag
der Strecke bildete ein separates Los und Die Chineggabrücke sollte im Taktschie- für den Felseinschnitt bestand zudem das
war den Planungsbüros für die Kunst- beverfahren erstellt werden. Das Konzept Risiko einer zusätzlichen Schwächung
bauwerke durch das genehmigte Auf- war vernünftig und realisierbar. Wir gin- des Gesteinsverbands.
lageprojekt vorgegeben. gen davon aus, dass das Bauprojekt zügig Oberhalb des Brückenpfeilers 1 ist der
Im Bauprojekt waren bereits vertieft zu verwirklichen sei. Hang stabil. Es musste wegen der Nähe
untersuchte Entwürfe für die zwei Brü- Der Großteil der künftigen Umfahrungs- zum Fluss und der damit verbundenen
cken Bielmatta und Chinegga samt einer straße befindet sich im Bereich einer Kolk-Gefährdung darauf geachtet wer-
Grobstatik enthalten, welche die Basis mächtigen Moränendecke, welche an den, dass der Pfeiler genügend tief fun-
unseres Honorarangebots darstellten. den Hängen der Vispa aufgeschlossen ist. diert wird. Beim Pfeiler 2 war die Hang-
Vorgesehen waren Stahl-Beton-Verbund- Im Bereich der Brückenfundationen ist stabilität unklar. Verschiedene Anzeichen
brücken, bestehend aus Stahlhohlkästen der Fels nicht oder nur von einer gering- weisen auf eine potentielle Kriechbewe-
auf der Unterseite, welche über Kopf- mächtigen Lockergesteinsbedeckung gung bis in eine maximale Tiefe von 3 m
bolzendübel mit der Betonfahrbahn- überlagert. Beim Festgestein handelt es im Bereich des Brückenpfeilers hin.
platte verbunden sind. sich um Metasedimente des Penninikums. Die beiden Widerlager werden direkt auf
Das erste Bauwerk auf der Nordseite, die Die Gesteine werden als vorwiegend kar- stabilem Fels fundiert.
Brücke Bielmatta, war als Einfeldträger bonatführende Chlorit-Serizit-Albitgneise
mit einer Spannweite von 42,30 m ge- und -schiefer beschrieben.
plant. Nach einem 24 m langen Straßen- In allen Brückenfundationen treten Kern-
abschnitt, auf der sogenannten Felsnase, abschnitte aus massigem, kompaktem
folgte eine 199 m lange, dreifeldrige Brü- Gestein auf, in Wechsellagerung mit stark
cke mit Spannweiten von 60 m, 79 m und zerklüfteten, frakturierten Bereichen. Das
60 m. Es war beabsichtigt, die Chinegga- Gestein weist zudem stellenweise eine
brücke mit den beiden Pfeilern schwim- engständige Schieferung auf, was zu
mend zu lagern. Der Hohlkasten sollte in einer generellen Schwächung des
Längs- und Querrichtung unverschieblich Gesteinsverbands führt.
mit den Pfeilern verbunden und auf den
Widerlagern längsverschieblich gelagert
sein.
4 . 2019 | BRÜCKENBAU 19BRÜCKENBAUWERKE
− 30 % Ästhetik, Aussehen, Gestaltung,
Integration in die Umgebung
− 30 % Kosten
− 10 % Realisierbarkeit, Bauverfahren,
Bauzeit
− 20 % Dauerhaftigkeit, Unterhalt,
Nachhaltigkeit, Robustheit
− 5 % Bewilligungskompatibilität
− 5 % Schutz vor Naturgefahren
Die Bewertung erfolgte in einem Gremi-
um aus sechs Vertretern der Bauherr-
schaft, dem Experten für Brückenbau,
einem Architekten und drei Vertretern der
Ingenieurgemeinschaft. In einem Bericht
»Variantenstudie« vom September 2014
wurden die Kriterien quantitativ mit
Punkten bewertet.
Nach einer Vorauswahl von drei Varianten
wurde unter Berücksichtigung vertiefter
Untersuchungen, insbesondere auch
4 Variantenstudie zur Brücke Chinegga
© SRP Ingenieur AG hinsichtlich der Kosten, die Bestvariante
für den Brückenüberbau ausgewählt.
Über die Pfeilerform konnte man sich
2 Variantenstudie zunächst nicht einigen. In einer weiteren
Wir Tragwerksplaner waren nicht wenig In einer ersten Phase wurde der soge- Entwurfsphase wurde sie in ästhetischer
überrascht, als uns der Bauherr anlässlich nannte Amtsentwurf aus dem Bauprojekt und funktionaler Hinsicht betrachtet. Der
der Startsitzung eröffnete, dass er eine denkbaren Alternativen gegenüber- Architekt fertigte zu diesem Zweck zehn
Überprüfung des bisherigen Brückenbau- gestellt: Modelle an.
konzeptes wünschte und mit Ausnahme In einem weiteren Schritt wurde die Idee Untersucht wurden kreisrunde, ovale
der Linienführung neue Ideen und mög- untersucht, die beiden Widerlager auf und polygonale Querschnitte, auch die
liche Varianten zu untersuchen und zu der Felsnase durch ein Zwischenaufla- Grundrissabmessungen wurden über die
prüfen seien. ger zu ersetzen und statt zweier nur noch Pfeilerhöhe variiert. Aufgezeichnet und in
Betreffend Brückentyp wurde der Fächer eine einzige durchgehende Brücke zu einfachen Modellen dargestellt wurden
an Alternativen vollständig geöffnet, das realisieren. Pfeiler mit konstantem Querschnitt oder
heißt, es sollte die im Auflageprojekt Die nunmehr acht Varianten wurden sich nach oben verjüngendem Quer-
vorgeschlagene Stahlverbundbrücke zusammen mit dem Amtsentwurf einer schnitt (konische Form), wobei im obers-
hinterfragt werden: Innerhalb der Inge- Nutzwertanalyse unterzogen, wobei ten Bereich zudem ein konstanter oder
nieurgemeinschaft wurde quasi ein Pro- folgende Kriterien gewichtet in die ein sich wieder öffnender Querschnitt
jektwettbewerb gestartet. Alle drei be- Beurteilung eingingen: miteinbezogen wurde.
teiligten Planungsbüros waren gefordert,
entsprechende Ideen zu entwickeln. Zu-
nächst konzentrierte man sich auf die
Überquerung des V-Tals. Es wurden sie-
ben rudimentär entworfene und vorbe-
messene Brückenvarianten vorgeschlagen
und bewertet.
5 Untersuchung verschiedener Pfeilerformen
© Eduard Imhof/SRP Ingenieur AG
20 BRÜCKENBAU | 4 . 2019BRÜCKENBAUWERKE
6 Längsschnitt mit Geologie der Ausführungsvariante
© SRP Ingenieur AG/Rovina & Partner AG
3 Konzept der Chineggabrücke
3.1 Gesamttragwerk
(Form, Modell, Lagerung)
Als beste Variante stellte sich eine einzige Die Brücke hat eine Länge von 271 m und Der Grundriss weist über den Haupt-
durchgehende Brücke über vier Felder überquert den gesamten Taleinschnitt spannweiten eine langgezogene Kurve
heraus. Für die Materialisierung wurde mit ≤ 73,40 m Höhe über dem Talgrund. mit einem konstanten Radius von 135 m
statt einer Stahlverbundlösung eine reine Die vierfeldrige Brücke gliedert sich in auf. Im ersten Feld nach dem Widerlager
Spannbetonkonzeption gewählt: Sie ist Spannweiten von 54 m, 78 m, 78 m und Nord ist der Radius mit 75 m deutlich
kostengünstiger, und es entfallen die 60 m. kleiner, dies zur Anpassung an die beste-
Übergänge zwischen Beton und Stahl. Sie steigt von Nord nach Süd mit einer hende Verkehrsführung.
Bei den Unterbauten fiel die Wahl auf nahezu konstanten mittleren Neigung
einfache, schlanke und schlichte Rund- von 5,60 % an. Über die gesamte Brü-
pfeiler. Damit sollte die gewünschte ckenlänge ergibt sich so ein Anstieg
Zurückhaltung in dieser atemberauben- um ca. 15 m.
den Landschaft unterstrichen werden.
7 Situation der Ausführungsvariante
© SRP Ingenieur AG
4 . 2019 | BRÜCKENBAU 21BRÜCKENBAUWERKE
3.2 Überbau
Der Überbau besteht aus einem Stahl-
betonhohlkasten, welcher in der Brü-
ckenachse eine konstante Höhe von 3 m Normalquerschnitt
8
aufweist. Die gevoutete Fahrbahnplatte © SRP Ingenieur AG
hat eine minimale Dicke von 25 cm. Die
Konsolplattenauskragung ist konstant
2,70 m breit, ihre Dicke variiert von 35 cm
beim Steg auf 25 cm beim Konsolkopf.
Die Gesamtbreite der zweispurigen Fahr- Über den Pfeilern und dem Zwischenauf- Die Brücke ist längsvorgespannt. Für die
bahnplatte misst 10,14 m. Durch die Auf- lager wurde der Betonkasten mit einem Vorspannung werden neundrähtige Lit-
weitung beim Widerlager Nord auf drei 2,50 m dicken Querträger mit einer Durch- zenspannglieder im Verbund, Kategorie b,
Spuren wächst die Breite der Brücke auf gangsöffnung von 1,20 m x 1,50 m für verwendet. Basierend auf dem Betonier-
ca. 13,10 m an. Die Stegdicken betragen Werkleitungen und Unterhalt ausge- vorgang und um die Kabellänge zu be-
im Feldquerschnitt je 60 cm und steigen stattet. grenzen, wurde die Vorspannung in fünf
im Bereich der Stützen kontinuierlich auf In Querrichtung ist die Fahrbahnplatte Spanngliedgruppen aufgeteilt. Jede die-
85 cm an. Die Dicke der unteren Kasten- konstant um 5 % geneigt, während die ser Gruppen besteht aus 2 x 2 Kabeln mit
platte ändert sich von 20 cm im Feld auf untere Platte horizontal verläuft. Dies jeweils 27 Litzen, und jedes dieser Kabel
95 cm im Bereich der Druckplatte bei den führt zu variablen Höhen der beiden hat eine maximale Vorspannkraft von
Stützen. Stege. 5.270 kN.
9 10 Etappierung und Vorspannkonzept
© SRP Ingenieur AG
22 BRÜCKENBAU | 4 . 2019Sie können auch lesen
