Die neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein - Wettbewerb und Entwurf Hessen Mobil Straßen- und Verkehrsmanagement
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Hessen Mobil Straßen- und Verkehrsmanagement Die neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein Wettbewerb und Entwurf
Projekt1 19.10.2007 08:32 Seite 1
Fachthemen
Eberhard Pelke DOI: 10.1002/stab.201310024
Alwin Dieter
Die neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein –
Wettbewerb und Entwurf
Oft unterschätzt, stand die bestehende Rheinbrücke Wiesbaden- 1 Die vorhandene Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein
Schierstein am Wendepunkt vom statischen zum fertigungsge-
rechten Ingenieurbauwerk. Der Siegerentwurf des Realisierungs- Der erste Bedarfsplan für die Bundesfernstraßen der neuen
wettbewerbes 2007 bestätigte die Grundlagen von Entwurf und Bundesrepublik Deutschland 1956 richtete ein besonderes
Ausführung der Jahre 1959 bis 1962 und zieht Schlüsse aus der Augenmerk auf die Verknüpfung von Ballungs- und wich-
Unter- und baulichen Erhaltung des bestehenden Bauwerks. Der tigen Wirtschaftsräumen beiderseits des Rheins. Nach dem
Aufsatz beschreibt Entstehung des bestehenden Bauwerks, Kölner Ring und dem Bonner Ring war der Bau der Umge-
wesentliche Instandsetzungsschritte, die sich daraus ableitende hungsstraße Mainz, d. h. dem Stadtring Mainz–Wiesbaden,
Erfordernis zum Neubau und abschließend dessen Ausschrei- ein vordringliches Projekt. Zur Erschließung dieses Wirt-
bungsentwurf. schaftsraums der Bundesländer Rheinland-Pfalz und Hessen
waren zwei neue große Rhein- und eine Mainbrücke zu er-
The new Rhine Bridge Wiesbaden-Schierstein, Germany – stellen.
Competition and Design. The underestimated, existing Rhine Der Stadtring Mainz–Wiesbaden war durch die rechts-
Bridge Wiesbaden-Schierstein was the watershed between rheinische Bundesstraße B 42 und die linksrheinische B 9
static and erection optimization. The winner of the design zu schließen und an den Rhein-Main-Schnellweg über die
competition in 2007 for a new Rhine Bridge between Wies- B 26 mit der Autobahn Frankfurt–Basel (heute A 67) zu
baden and Mainz confirms the basic design and construction verbinden. In einem ersten provisorischen Lückenschluss
ideas of the former engineers. His design gathers experience durchfuhr der Ring die Mainzer Innenstadt entlang des
of maintenance and retrofitting of the older bridge. The article Rheins. Heute bildet die A 60, ab Dreieck Mainz zusammen
describes the main steps of design, construction and retrofit- mit den Bundesautobahnen A 643, A 66 und A 671 den
ting of the older bridge, need and tender design of a new Mainzer Ring (Bild 1). Die Rheinbrücke Wiesbaden-Schier-
bridge. stein ist heute Teil der Bundesautobahn A 643.
66
671
643
60
Bild 1. Übersichtkarte des heutigen
Mainzer Ringes (Foto: Hessen Mobil)
Fig. 1. Survey plan of the Mainz bypass
motorway
© Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Stahlbau 82 (2013), Heft 2, S. 106-121 3
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E. Pelke/A. Dieter · Die neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein – Wettbewerb und Entwurf
Bild 2. Einladung zur Verkehrsübergabe der Rheinbrücken Wiesbaden-Schierstein und Mainz-Weisenau
(Foto: Privatarchiv Stern)
Fig. 2. Invitation card of dedication ceremony and opening of the Rhine Bridge Wiesbaden-Schierstein for traffic
Oberrheinisch wurde die Rheinbrücke Weisenau mit eines Mehrzweckfahrstreifens. Die Ausschreibungsunterla-
einer größten Spannweite von rund 204 m durch M.A.N. gen, vor Beschluss veröffentlicht, wurden per Nachtrag ge-
Gustavsburg und Krupp Rheinhausen fertiggestellt. Unter- ändert; das ursprüngliche Submissionsdatum vom 19. De-
rheinisch wuchs die Rheinbrücke Schierstein zwischen 1959 zember 1958 auf den 30. Januar des Folgejahres verschoben
und 1962 über den Rhein. Der rund 1,2 km lange Brücken- [1]. Diese kleine Episode mag die Dynamik im Verkehrs-
zug überspannt mit fünf Teilbauwerken zwei schiffbare wegebau zu jener Zeit verdeutlichen.
Stromarme und die Insel Rettbergsau. Ein sechstes, dreifel- Schon den Planfeststellungsunterlagen, recht über-
driges Teilbauwerk aus Spannbeton mit mäßigen Spannwei- sichtlich in einen Erläuterungsbericht von fünf Seiten und
ten um 33 m schließt sich auf hessischer Seite an. Am 13. sieben beigefügten Plänen gegliedert, lagen Teile des Bau-
Dezember 1962 wurden beide Rheinbrücken feierlich dem werksentwurfes des Ingenieurbüros Leonhardt und Andrä
Verkehr übergeben (Bild 2). Vier Jahre später schließt M.A.N. in Zusammenarbeit mit Louis Wintergerst (1913–1977) zu-
Gustavsburg in Zusammenarbeit mit der Züblin AG mit der grunde.
150 m weit gespannten Mainbrücke Hochheim den Kreis. Der technische Gehalt des für damalige Verhältnisse
Die persönliche Einladungskarte an den Montagebauleiter sehr detailliert ausgearbeiteten Verwaltungsentwurfs (VE) [2],
der Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein, Paul Stern, zeigt erschließt sich am besten unter Zuhandnahme der öffent-
den Stand der Verkehrswege Ende 1962. lichen Ausschreibung [1]. Sie stellt einen Entwurf für die
Am Beginn der Planungen für die Rheinbrücke Wies- Gründung und drei Entwürfe für die Überbauten zur Wahl
baden-Schierstein, 1955, wurde der Verkehr für die Rhein- und lässt Sonderentwürfe zu.
querung mit täglich 7100 Kfz/24 h abgeschätzt und max. Allen Entwürfen liegen zwei Stromöffnungen, eine
23000 Kfz/24 h für möglich gehalten. Heute nutzen täglich große, nördliche Öffnung von 205 m auf Wiesbadener
mehr als 80000 Fahrzeuge, 8 % davon Lkw, das Bauwerk. Der Seite und eine 170 m spannende Öffnung für den Rhein-
Verkehr wird weiter auf rund 97000 Kfz/24 h, bei überpro- arm Mainz-Mombach, zugrunde. Für die Flutbereiche
portional anwachsendem Schwerlastanteil, ansteigen. Mainz und Rettbergsaue sehen Leonhardt und seine Part-
Die Planfeststellungsunterlagen wurden durch das da- ner Stützweiten von 70 m vor, den Flutbereich Wiesbaden
malige Straßenbauamt Wiesbaden am 22. 09. 1958 aufge- unterteilen sie in Spannweiten von 70 m – 60 m – 55 m.
stellt und durch den Leiter des Hessischen Landesamtes für Auf der Rettbergsau wird nach sieben der 14 Öffnungen
Straßenbau, Oberregierungsbaudirektor Willi Henne (1907– dem Bewegungsspiel des einteiligen Überbaus durch eine
1977), am 13. Juli 1959 für beide Bundesländer erlassen. Dilatationsfuge Raum gegeben. „Abspannungen durch
Wesentliche Änderung im Planungsrechtsverfahren war die Schrägkabel als Folge der beschränkten Bauhöhe sind vom
Anhebung der Breite zwischen den Geländern um 1,00 m wirtschaftlichen Standpunkt aus“ in der Ausschreibung
auf 25,50 m durch Entfall eines Mopedweges zugunsten durchaus erwünscht.
4 Sonderdruck aus: Stahlbau 82 (2013), Heft 2
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E. Pelke/A. Dieter · Die neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein – Wettbewerb und Entwurf
Entwurf I: Sieht einen über 2 × 7 Öffnungen durchlau- Die Arbeitsgemeinschaft Polensky & Zöllner, Beton
fenden reinen Stahlüberbau mit orthotroper Fahrbahn- und Monierbau und Ed. Züblin ist bei den Unterbauten
platte vor, die sich über die gesamte Brückenbreite er- mit 4,8 Mio. DM Mindestbietende, ohne den Verwaltungs-
streckt. Die Längsrippen der orthotropen Fahrbahnplatte entwurf ändern zu müssen [2].
bestehen aus mind. 10 mm dicken Flachblechen (ausge- Geschockt durch das Submissionsergebnis versuchen
schriebener Baustahlverbrauch rund 12180 t). der Spannbeton und seine Befürworter, mit technischen Ar-
Entwurf II (s. Bild 3): Bei gleichem statischen Längs- gumenten und politischer Einflussnahme das Blatt zu wen-
system ersetzt über 955 m eine längs- und quervorgespannte den [5]. Deren Angebote lagen aber rund 10 % über dem
Massivplatte die orthotrope Fahrbahnplatte. Zur Leichte- Mindestbietenden. Auch die Ingenieurskunst von Ulrich
rung der großen Hauptöffnungen bleibt die stählerne Fahr- Finsterwalder (1897–1988) half nicht weiter (Bild 5) [6].
bahn auf Längen von 120 bzw. 145 m zwischengeschaltet Schlagen noch die Auftragsverwaltungen Hessen und
und wird kraftschlüssig mit Stahlverbundüberbau verbun- Rheinland-Pfalz ihrem Bauherrn wahlweise den von M.A.N.
den (ausgeschriebener Baustahlverbrauch rund 9350 t). abgewandelten Entwurf I mit Flutbrücken in Spannbeton
Entwurf III: Bei gleichem statischen Längssystem fa- oder, alternativ, Finsterwalders Sondervorschlag eines Frei-
vorisiert diese Variante über 1000 m einen reinen Spannbe- vorbaus in Spannbeton unter monolithischem Verguß von
tonüberbau mit außerhalb der Stege angeordneten Spann- Pfeiler und Überbau vor, ist für den Referatsleiter Brücken-
kabel, System Baur-Leonhardt. Einzuschwimmende, stäh- bau im Bundesverkehrsministerium, Wilhelm Klingenberg
lerne Einhängeträger von 100 m bzw. 120 m entlasten die (1899–1981), das Angebot der Hein, Lehmann AG aufgrund
Hauptöffnungen (ausgeschriebener Massenverbrauch: Bau- der hohen Preisdifferenz alternativlos ([2] und [5]). Hein, Leh-
stahl Einhängeträger rund 2159 t, 850 t Spannstahl längs mann erhält am 28. 09. 1959 den Zuschlag mit 15,6 Mio.
mit konzentrierten Spanngliedern Baur-Leonhardt, 327 t DM und der Vorgabe, rund 26 % des Liefergewichtes durch
Längsvorspannung St 135/150 der Fahrbahnrippenplatte lokale Nebenunternehmer zu beziehen. Das Gewicht der
und 270 t St 135/150 Quervorspannung Fahrbahnrippen- Stahlkonstruktion wird, wohl dem Ratschlag Leonhardts
platte und Querträger, 19500 m³ Stahlbeton B 450). folgend, leicht um 60 t angehoben. Ein ursprünglich vorge-
Die Balken aller Entwürfe laufen mit einer Bauhöhe sehenes unteres Bodenblech im Stützbereich der großen
von rund 4,20 m durch und sind über den Strompfeiler mit Strombrücke entfällt noch. Als Prüfingenieur wird Fritz
bis zu 7,60 m kräftig gevoutet. Gemeinsam ist ihnen die Leonhardt verdingt.
Querschnittskubatur des einteiligen Überbaus, bestehend Weitz und Homberg ändern nur wenig an der von Leon-
aus zwei Hohlkästen, im Achsmaß 13,20 m entfernt und je hardt vorgegebenen Gestaltung eines geschwungenen, sich
2,80 m breit, verbunden nur über die jeweilige Fahrbahn- zurücknehmenden Bandes über den Rhein, gliedern jedoch
konstruktion. Der Zeit entsprechend sind die filigranen, das Bauwerk in einen Brückenzug von zwei Strom- und
massiven Fahrbahnplatten über Längs- und Querträger ge- drei Flutbrücken. Die beiden Stromöffnungen mit Spann-
leichtert. Deckblech oder Betonfahrbahn laufen schramm- weiten von 205 m und 170 m werden in gevoutetem Stahl,
bordfrei über 26,0 m zwischen den 65 cm hohen Gesimsen die beiden zwischen 50 m und 70 m spannenden Flutbrü-
durch. Der Ausschreibung wurden gesonderte Bemessungs- cken sowie die Inselbrücke parallelgurtig in Stahlverbund
regeln für Stahl, insbesondere der orthotropen Fahrbahn- ausgeführt. Beide Brücken erhalten einen einteiligen offe-
platte und Spannbeton mitgegeben. nen, zweistegigen Kontinuumquerschnitt mit lastverteilen-
Die Firma Hein, Lehmann mit ihrem Abteilungsleiter dem Kreuzwerk. Den Obergurt der Stahlbrücken bildet
Fritz-Reinhard Weitz (1921–1983) unterstützt durch den eine orthotrope Fahrbahnplatte aus 12 mm Deckblech mit
beratenden Ingenieur Hellmut Homberg (1909–1990) ge- V-förmigen Längs- und Querrippen. Deren Gehwege beste-
ben mit 15,3 Mio. DM für den Überbau das preiswürdigste hen aus abgefugten Stahlbetonplatten, die auf stählernen,
Angebot ab [2] (Bild 4). Die Gesamttonnage ermitteln die angenieteten Konsolen aufliegen. Die Fahrbahntafel der
beiden Ingenieure zu 6777 t, 5158 t davon für die beiden Stahlverbundbrücken ist längs und quer vorgespannt und
Strombrücken. erhält zusätzlich eine Montagevorspannung. Über den Stüt-
Ihr Sondervorschlag eines offenen Querschnittes mit zen sorgen Neoprenzwischenlagen für einen elastischen
zwei weitgestellten Hauptträgern verbindet zu dieser Zeit Verbund.
baustatische Werkstoffoptimierung mit werkstatt- und mon- Das einheitliche Kreuzwerk für den gesamten Brücken-
tagegerechtem Bauen (Bild 4). In einem internen Vermerk zug bilden Fachwerkquerträger und drei lastverteilende
für das damalige Bundesverkehrsministerium erkennt Leon- Fachwerklängsträger. Über den Stützen wächst die Kon-
hardt [3] die Leistungen der beiden Ingenieure an, denen struktionshöhe der beiden großen Strombrücken auf 7,65 m
es durch den Querschnittswechsel und Auflösung von voll- im großen, und 7,20 m im kleinem Stromfeld an, verschlankt
wandigen Tragwerksteilen gelungen sei, 23 % an Stahlmas- sich in Feldmitte auf 4,30 m und läuft zu den Flutbrücken
sen gegenüber seinem Verwaltungsentwurf einzusparen. auf 4,27 m aus. 3,50 m Bauhöhe sind am Widerlanger Schier-
Es soll aber nicht unerwähnt bleiben, dass Hohlkästen durch stein ausreichend. An den Landpfeilern, gleichzeitig Längs-
konstruktiv vorgegebene Mindestblechdicken und feh- festpunkt, ballastieren Stahlverbund-Flutbrücken die sich
lende Abstufungsmöglichkeiten interne Tragwerksreserven anschließenden kurzen Endfelder beider Strombrücken,
aufbauen mussten, die leider im Wettbewerb nicht hono- ein statischer Kunstgriff, der bei älteren Brücken gerne an-
riert wurden. Auch die Umgehung des DEMAG-Patentes gewandt wurde und den auch Weitz und Homberg dankbar
für Hohlrippen und die fehlende Anordnung von lastver- aufnahmen.
teilenden Zwischensystemen sowie höhere Werkstatt- und Der Brückenzug ruht auf 22 Rollenlagern, teilweise
Montagekosten für Hohlkästen mögen der Konkurrenzfä- Doppelrollenlager mit Kippleiste, Fabrikat Kreutz, an den
higkeit des VE nicht förderlich gewesen sein [4]. Überbaukopplungen auf sechs Linienkipplagern, sowie vier
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Bild 3. Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein Ausschreibungsentwurf, Längsschnitt Entwurf II, 1959 [2]
Fig. 3. Tender design by Fritz Leonhardt of the Rhine Bridge Wiesbaden-Schierstein, longitudinal section, 1959
Sonderdruck aus: Stahlbau 82 (2013), Heft 2
Bild 4. Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein Bestandsübersichtsplan,1965 [1]
E. Pelke/A. Dieter · Die neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein – Wettbewerb und Entwurf
Fig. 4. Inventory plan of the Rhine Bridge Wiesbaden-Schierstein, 1965
Bild 5. Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein, Sondervorschlag Arge DYWIDAG-Hochtief, 1959 [6]
Fig. 5. Secondary tender of DYWIDAG-Hochtief, 1959
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längsverschiebliche Topflager als Nadellager und vier erst-
mals in Deutschland eingebaute Neotopflager in den Fest-
punkten. Die sich am Ufer Wiesbaden-Schierstein als 6.
Teilbauwerk anschließende Spannbetonbrücke verfügt
über sechs Topfgleitlager und zwei längsfeste Topflager.
Der orthogonale, offene Kontiuumsquerschnitt, mit
über weiten Bereichen gleicher Bauhöhe, fördert durch seine
hohe Anzahl von baugleichen Teilen vollautomatische
Schweiß-Fertigungsverfahren. Auf den räumlichen Zusam-
menbau in der Montagehalle kann verzichtet werden. Le-
diglich den, über den Pfeilern um 70 cm auf 150 cm aufge-
weiteten und bis zu 195 mm dicken Untergurtpaketen
muss besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Sie
werden im Druckbereich genietet und im Zugbereich zur
Vermeidung von Nietlochschwächung geschweißt und mit
Klemmschrauben verspannt [7]. Doch die Lohnkosten Bild 7. Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein, 1962
zum Fügen der filigranen Kreuzwerke beginnen bereits die Fig. 7. Rhine Bridge Wiesbaden-Schierstein on completion,
Materialeinsparung zu übertreffen. 1962
Die Montage der Strombrücken erfolgte im beidseitigen
Freivorbau (Bild 6). Die einzelnen Konstruktionselemente lik denn durch den sehr sportlichen Preis der Stadt Nürn-
wurden nach Schiffstransport von Neuss auf einem Vormon- berg [2].
tageplatz zu Montageelementen zusammengefügt und über Obwohl in der Fachliteratur eher stiefmütterlich be-
ein Montagevorbaugerät (Derrick) an der Einbaustelle einge- handelt, hat die Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein im
hoben, ausgerichtet, geschlossert und endgültig verschweißt. Stahlbrückenbau eine herausragende Stellung, da sie den
Die Montage richtete Weitz und sein Montageleiter Stern Wendepunkt von der Materialoptimierung hin zur Ferti-
auf 50-t-Einheiten aus. Weitere Einzelheiten können [7] ent- gungsoptimierung setzt. Weitz beschreibt dies in [4, S. 131
nommen werden. Die zur gleichen Zeit errichtete Rheinbrü- und 160] mit der Hinwendung zur Querschnittkonzeption
cke Weisenau wurde bereits mit bis 200 t schweren Großele- auf Grundlage geometrischer Präferenzen. Genau beschrie-
menten über einen firmeneignen Schiffskran montiert [8]. ben hat Weitz die Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein in [7].
Der stark wechselnde und inhomogene, anstehende Ihre Stellung im Gesamtwerk Hombergs zeigt [9].
Baugrund mit stark unterschiedlichen Tragfähigkeiten zwang Abgerechnet wurden für den gesamten Überbau 7895 t,
zu einem Gründungshorizont bis zu 10 m unter der Rhein- für die beiden Strombrücken 6100 t Baustahl, meist der Güte
sohle. Die Strompfeiler gründen auf vorgespannten Caissons. St 52 ohne Lager, Geländer, Roste und Sonstiges, entspre-
Die Flutbrücken setzen sich über 3,00 m messende Stahl- chend 143 kg/m² für den Stahlverbund bzw. 349 kg/m² für
beton-Doppelsäulen auf Flachfundamente ab. Zusätzlich die Vollstahlbrücken [1]. Der Bauvertrag für Unter- und
wurde der Boden verdichtet oder die Tragfähigkeit durch Überbauten wurde mit rund 32 Mio. DM schlussgerechnet.
Kiesschüttungen und Rütteldruckverfahren angehoben.
Strompfeiler und Widerlager der Rheinbrücke Wies- 2 Auf dem Weg zu einer neuen Brücke
baden-Schierstein sind mit Granit des ehemaligen NS-Reich-
parteitagsgeländes in Nürnberg verkleidet (Bild 7). Dies Aufgrund steigender Unterhaltungskosten und rückläufigen
veranlasste den Verband der Granitindustrie zu intervenie- Zustandsnoten der Bauwerksprüfungen reifte in der Hessi-
ren, weniger aufgrund der fragwürdigen politischen Symbo- schen Straßen- und Verkehrsverwaltung 1995 der Entschluss,
die Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein grundhaft instand-
zusetzen. Die aktuelle Verkehrssituation von 78500 Kfz/24 h
mit einem Anteil von 4000 Lkw/24 h erzwang eine Anpas-
sung an die aktuelle Brückenklasse 60/30 gemäß DIN 1972/
1985.
Lager, Korrosionsschutz sowie Abdichtung und Belag
waren zu erneuern, Fahrbahnübergänge (Rollverschlüsse)
je nach Schädigungsgrad zu ersetzen oder instandzusetzen,
die Stahlbetongehwegplatten gegen angeschweißte Stahl-
elemente auszutauschen und die Stahlbeton- und Spann-
betonflächen mit den damals zugelassenen Betonersatzsys-
temen zu schützen [10]. Abschließend sollte ein rein der
Gestaltung dienender und längs des Untergurtes verlaufen-
der Zierwinkel minderer Stahlgüte (St 37) zur Vermeidung
möglicher Risse vorsorglich entfernt werden.
Mit Hilfe einer Faltwerksberechnung, zusätzlichen Beul-
Bild 6. Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein im Bau, Mai steifen an den Innenseiten der Hauptträger, der nun mit-
1961 [2] tragenden Gehwege und einer Reduktion der Zwängungen
Fig. 6. Rhine Bridge Wiesbaden-Schierstein under construc- aus Wölbkraft durch Freisetzen überzähliger Festpunkte
tion, 1961 gelingt Manfred Hanf der Weihermüller und Vogel GmbH
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der Nachweis, auch die damals aktuellen Einwirkungen ab- spiegelt noch das Primat der statischen Berechnung. Die
tragen zu können. heute gültigen Mindestanforderungen gemäß DIN-Fachbe-
Nach Entfernen von Belag und Abdichtung der Stahl- richt 103 Abs. IV [16] dagegen sind konstruktiv und ferti-
verbund-Flutbrücken und Beseitigung der Gehwegplatten gungsgerechte Regelungen, wie dies Weitz in [4, S. 158 ff]
wuchs die Erkenntnis, dass die Schädigung von Fahrbahn- schon forderte.
platte und Querspannglieder durch jahrzehntelangen Tau- Sedlacek und Paschen [17] schließen daraus, „dass als
salzeintrag bei unzureichender Betondeckung weitaus hö- Ursache der Rissbildung im Wesentlichen zufällig verteilte
her war, als die ursprünglichen Untersuchungsergebnisse Schwachstellen der Nahtanschlüsse mit mangelhafter Aus-
erwarten ließen. Bis in die Tiefe von 12 cm drang das Chlorid in führungsqualität in Frage kommen.“ Die orthotrope Fahr-
den Beton zu den Querspanngliedern vor und minderte deren bahnplatte der Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein könne
Querschnitts um bis zu 50 %. Rund 400 Gewi-Stähle des Durch- unter heutigen Gesichtpunkten nur dann als dauerhaft
messers 16 mm waren den geschädigten Querspanngliedern gelten, „wenn der Querträgerabstand weniger oder gleich
beizulegen. Der geschädigte Beton wurde teils ausgeräumt 2,75 m betragen würde, keine nennenswerten Versätze der
und ersetzt, teilweise gelang aber nur dessen Isolierung. Die V-Rippen vorlägen, die Z-Güte nach [14] eingehalten wäre
restliche Nutzungsdauer der Stahlverbundbrücken wurde und die Einwirkungen einem innerstädtischen Verkehr
auf rund 20 Jahre ab Gutachtenerstellung (1995) prognos- gleichkäme“, so Sedlacek und Paschen in [17].
tiziert [11]. Die gewählte Sonderform der Stahlfahrbahn kann
Wie befürchtet zeigten sich während der Stahlbauar- keine dieser Vorgaben erfüllen. Vielmehr erwartet [17] zu-
beiten Anrisse an den geschweißten Untergurten der Stahl- künftig Ermüdungsprobleme und empfiehlt, von kostenin-
verbundbrücken. Bei der Flutbrücke Wiesbaden erreichten tensiven Instandsetzungsmaßnahmen Abstand zu nehmen
die Anrisse eine Schwächung des Untergurtes um ein Drit- und einen Ersatz der Brücke innerhalb von 10 bis 15 Jah-
tel. Ausgehend vom Schweißnahtstoß des zuvor genannten ren anzustreben.
Zierwinkels, griff der Anriss in den Hauptträgerstoß über. In Abstimmung mit dem Bundesverkehrsministerium
Bei den Strombrücken unterband die Trennung der Mate- für Verkehr, Bau und Wohnungswesen und Hessen Mobil
rialien durch Nietung von Untergurt und Zierwinkel glück- werden 2005 die Prüfzyklen auf ein halbes Jahr verdichtet,
licherweise eine Schädigung. festgestellte Risse laufend verschweißt und die vorläufige
Die grundhafte Instandsetzung wurde zweistufig zwi- Restnutzungsdauer auf 2015 festgelegt. Für die sofortige
schen 1997 und 1999 ausgeführt. Für die sich abzeichnende Sicherung und Beseitigung von Verkehrshindernissen im
reduzierte Restnutzungsdauer war ein teilerneuerter Korro- Falle eines Gewaltbruches, liegt vor Ort im Widerlager
sionsschutz ausreichend. Schlussgerechnet wurde mit rund Wiesbaden eine stählerne Stützkonstruktion für die Stahl-
21 Mio. DM. fahrbahn bereit.
Schon beim Bau der Rheinbrücke, 1961, traten Anrisse Der bei älteren Brücken oft angewandte statische
an den V-Längsrippen und Schweißnahtbrüche auf [2]. Ab Kunstgriff, Zuglager kurzer Endfelder durch anschließende
2000 sind durch die Bauwerksprüfung erneut Anrisse an den Bauwerke zu überdrücken, führte 2006 zu einem Ermü-
Anschlussnähten der V-Längsrippen an den Querträgern do- dungsschrägriss in einer Konsole des ballastierenden Ent-
kumentiert, die sich gleichmäßig über die Fahrbahnober- querträgers der Flutbrücke Rettbergsau, eine Gefährdung
fläche verteilten. Eine Häufung der Risse in der Rollspur des der Standsicherheit, die nur unter sofortigem Verkehrsein-
Schwerverkehrs, Indikator einer Materialermüdung, oder griff und kraftschlüssiger Notunterstapelung zu entschär-
Stellen hoher Deckblechbeanspruchung, die sich auf ver- fen war. Folgerichtig sind Zugauflager und Zugkonsolen
kehrsinduzierte Schädigungen zurückzuführen ließen, blie- für das neue Bauwerk ausgeschlossen.
ben aus. In neuer Zeit treten vermehrt Schweißnahtrisse in der
Umfangreiche Material- und Schweißnahtprüfungen Rollspur des Schwerverkehrs auf, sodass die Prognose
([12] und [13]) ergaben, dass an allen Schweißnähten, de- Sedlaceks einer einsetzenden Ermüdung zutreffend ist.
ren Nähte sich in Nähe der Schmelzlinie des wärmebeein- Eine in 2006 ausgesprochene Geschwindigkeitsbeschrän-
flussten Grundwerkstoff befinden, Gewaltbrüche vorlie- kung auf 60 km/h verlangsamte den Rissfortschritt erst
gen. wirkungsvoll mit einer stationären, auch haushälterisch
Terrassenbrüche werden erkannt. Zwar weisen die ein- erfolgreichen, Geschwindigkeitsüberwachungsanlage in
gebauten Stähle hinsichtlich ihrer chemischen Zusammen- 2008.
setzung und Festigkeit die Güte eines Werkstoffes St 355 Zwischen 2005 und 2011 schufen der Landesbetrieb
nach DIN EN 100025 bzw. St 52 nach DIN 17100 auf. Die für Mobilität und Hessen Mobil gemeinsam die Vorausset-
Anforderungen an die Beanspruchung in Dickenrichtung zungen zur Erlangung des Baurechts. Am 05. Januar 2012
nach DIN 10164, gleichlautend einer Neigung zum Terras- wurden zunächst auf hessischer Seite und folgend am 02.
senbruch, bleiben dagegen unerreicht. März 2012 durch Rheinland-Pfalz die Planfeststellungsbe-
Mit dem Bau der Rheinbrücke um 1960 erwachte erst schlüsse, nunmehr auf rund 675 Seiten ohne Anlagen an-
das Bewusstsein um dieses gesonderte Bruchphänomen. gewachsen, durch die zuständigen Länderminister unter-
20 Jahre Erkenntnisgewinn waren erforderlich, um Emp- schrieben.
fehlungen zur Prüfung und Einhaltung der Z-Güte durch Mit der Auslobung eines Gestaltungswettbewerbes
ein Technisches Regelwerk [14] geben zu können [15]. beginnt die technische Planung des Neubaus der Rheinbrü-
Neben den vorgenannten Material- und Schweißnaht- cke Wiesbaden-Schierstein. Eingebettet ist er in die länder-
defiziten werden die V-Rippen an den Querträgern gesto- übergreifende Gesamtmaßnahme des 6-streifigen Ausbaus
ßen und verfügen über bis zu 40 mm große Versätze. Die der A 643 zwischen dem Autobahndreieck Mainz und Au-
konstruktive Ausbildung der orthotropen Fahrbahnplatte tobahnkreuz Wiesbaden/Schierstein.
8 Sonderdruck aus: Stahlbau 82 (2013), Heft 2
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3 Der Gestaltungswettbewerb 2007 (Mainzer Becken) und in größeren Tiefen die Schichten
3.1 Wettbewerbsgrundlagen des oberoligozänen Corbicula-Kalk an. In den Uferberei-
chen und der Rettbergsaue sind diese mit quartären Sedi-
Die Auslobung [18] erfolgte nach den Grundsätzen und menten, pleistozänen und holozänen fluviatilen Sanden und
Richtlinien für Wettbewerbe der Raumordnung des Städte- Kiesen des Rheins mit eingewehten Flugsanden bedeckt.
baus und des Bauwesens (GRW 1995) in der Fassung von Die Schichten sind durch Brüche und Verkippungen ver-
2003 und der Verdingungsordnung für freiberufliche Leis- stellt. Wesentliche Merkmale der Untergrundverhältnisse
tungen (VOF) als begrenzt offener Wettbewerb in einer sind die große Inhomogenität des Baugrundes in vertikaler
einzigen Wettbewerbsstufe. Die Zusammenarbeit von Bau- und horizontaler Richtung und die Schwankungen der
ingenieur und Architekt in einer Arbeitsgemeinschaft war Festigkeit und Tragfähigkeit in weiten Grenzen. Die Wasser-
unter der Federführung des Bauingenieurs vorgeschrieben. durchlässigkeit des Untergrundes ist bereichsweise sehr
Die potenziellen Teilnehmer wurden durch ein Auswahl- hoch. Die Wasserwegsamkeiten sind inhomogen und rich-
gremium nach vorgegeben Kriterien herausgefiltert, wobei tungsunabhängig, das Grundwasser korrespondiert mit
die fünf Teilnehmer mit der höchsten Punktzahl gesetzt und dem Rheinwasserstand.
fünf weitere Teilnehmer unter notarieller Aufsicht zugelost Die Unterbauten des bestehenden Brückenzuges ver-
wurden. Abzugeben waren Erläuterungsbericht, Kostenbe- fügen über eine ausreichende Tragfähigkeit bei vertikalen
rechnung, Pläne, die Visualisierung des Entwurfes sowie Einwirkungen [19] aus ständigen Lasten und Verkehr. Bei
eine Vorstatik. Die Wettbewerbssumme betrug 178000 €. horizontalen Einwirkungen nach [19] treten dagegen grö-
ßere Defizite bei den meisten Bestandpfeilern auf. Daher
3.2 Wettbewerbsaufgabe dürfen, unter Anpassungsmaßnahmen, nur die Trennpfei-
ler am Ende der Flutbrücken sowie die Strompfeiler bei-
Der Wettbewerb erstreckt sich über alle sechs Teilbauwerke. behalten werden.
Für den 6-streifigen Ausbau sind getrennte Überbauten Zum Schutz zusammenhängender Bebauungen am
vorzusehen. Ein Überbau soll in der Trasse des bestehen- Rheinufer Wiesbaden ist eine Lärmschutzwand mit bis zu
den Bauwerks und der andere soll mit veränderlichem 4,00 m Höhe auf der Außenkappe des neuen Überbaus in
Zwischenraum auf der Unterstromseite des bestehenden der alten Brückenlage vorzusehen.
Bauwerks errichtet werden. Der Zwischenabstand der Brü- Die Rettbergsaue und der überwiegende Teil des Pla-
cken auf der Mainzer Uferseite beträgt 18,75 m und wird nungsbereiches sind ausgewiesene Fauna-Flora-Habitat
durch die vorgegebene Lage des Fahrbahnüberganges der (FFH)-, Vogelschutz-, Natura 2000, oder Naturschutzge-
bestehenden Abfahrtsrampe Mainz-Mombach bestimmt. biete. Zudem befindet sich das Bauwerk im Überschwem-
Zunächst ist eine neue Brücke neben dem Bestand unter- mungsgebiet des Rheins. Die Rheinbrücke Wiesbaden-
stromig zu erstellen, die bauzeitlich den gesamten Verkehr Schierstein quert Weich- und Hartholzauwälder sowie
zwischen Wiesbaden und Mainz aufnimmt. Anschließend Feucht- und artenreiche Extensivwiesen, deren Böden eine
wird die bestehende Brücke abgebrochen und neu aufge- natürliche Biotopentwicklung sichern. Die Rettbergsaue
baut und abschließend der Verkehr der gegenläufigen Fahrt- beherbergt Brut- und Rastvögel. Von den vorkommenden
richtungen über die getrennten Teilbauwerke geführt. Vogelarten ist bekannt, dass sie das bestehende Brücken-
Beide Überbauten sind jeweils mit einem Regelwerk- bauwerk in der Regel überfliegen. All dieses ist naturschutz-
schnitt RQ 36 gemäß der Richtlinien für die Anlage von rechtlich von hoher bis sehr hoher Bedeutung und mündet
Autobahnen (RAA), entsprechend einer Breite von 21,1 m, in folgende Wettbewerbsregeln:
auszubilden. Die Spurbreite der Fahrstreifen beträgt von – Die zu planenden Brücken sollten von möglichst weni
innen nach außen 3,50 m – 3,50 m – 3,75 m und im Ab- gen Grundpfeilern oder Pylonen getragen werden und
stand von 50 cm folgt ein 3,75 m breiter Standstreifen zur diese sind nach Möglichkeit nicht im FFH-Gebiet-Ge-
Sicherstellung eines temporären bauzeitlichen Verkehrs. wässer zu plazieren. In den Uferbereichen zu Rheinland-
Die Außenkappen erhalten einen 2,50 m breiten Rad- und Pfalz und Hessen wie auch im Bereich der Rettbergsaue
Gehweg. Die Innenkappen sind regelhaft gemäß Richt- sollten keine hoch bis sehr hohen Lebensraumtypen in
zeichnungen Kap. 1 einschließlich eines Übersteigschutzes Anspruch genommen werden und prioritäre Le-
nach Gel. 17 auszubilden. bens-räume sind nicht zu beeinträchtigen.
Die einseitige Regelquerneigung beträgt für beide Rich- – Tabuzonen zur Errichtung von Brückenpfeilern sind zu
tungsfahrbahnen 2,50 %. Die Gradiente der Autobahn über beachten (betrifft das Ufer der Rettbergsaue zum Main-
den Rhein steigt von der Mainzer Uferseite bis etwa Mitte zer Rheinarm).
Rettbergsaue mit einer Längsneigung von 1,0 % an und fällt – Eventuelle Verseilungen der neuen Brücken sind so zu
nach dem Trassierungshochpunkt mit einer Längsneigung wählen, dass sie kein massives Hindernis für die
von 1,0 % in Richtung Wiesbadener Uferseite wieder ab. Die vorkommende Avifauna darstellen.
Unterkante der bestehenden Brücke ist zur Sicherstellung – 10 m oberhalb der Brücken sind Flugkorridore offen zu
des Schifffahrtsprofils einzuhalten. Die Konstruktionsunter- halten, damit ein ungestörter Überflug für die Avifauna
kanten und Bauhöhen der neuen Rheinbrücke Wiesbaden- gewährleistet bleibt. Die Tabuzonen für die Freihaltung
Schierstein ergeben sich somit aus den Vorgaben zur erfor- der Flugkorridore für die Avifauna sind zu beachten. Die
derlichen lichten Durchfahrtshöhe unter Einhaltung des Farbgebung der zu planenden Brücken ist so zu wählen,
Gefährdungsraums für die Schifffahrt gemäß DIN 1055-9 dass sie von der vorkommenden Avifauna wahrge-
und den Höhenangaben zur Gradiente der Fahrbahnen. nommen werden kann.
Im Untergrund der Trassenachse stehen marine Abla- – Auf eine Beleuchtung der Brücke ist nach Möglichkeit
gerungen des Tertiärs, die oberoligozäne Hydrobienschicht zu verzichten, damit ein zusätzliches Kollisionsrisiko
Sonderdruck aus: Stahlbau 82 (2013), Heft 2 9
11_106-121_Pelke-Dieter (0024)_cs6.indd 112 25.01.13 09:31E. Pelke/A. Dieter · Die neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein – Wettbewerb und Entwurf
Bild 8. Wettbewerbsbeitrag Grontmij BGS-Ingenieurgesellschaft mit Ferdinand Heide, Frankfurt am Main
Fig. 8. Competition entry of Grontmij consulting engineers in colloboration with Ferdinand Heide, architect
durch Anlockung, Blendung, Irritation oder Ablenkung 3.4 Wettbewerbsergebnis
vermieden wird.
– Es sollte ein Bauablauf gewählt werden, der die Eingriffe Unter der Leitung von Herrn Ministerialrat Joachim Nau-
in die bestehenden NATURA 2000-Gebiete und in die mann trat am 13. Dezember 2007 das Preisgericht zusam-
Uferbereiche so gering wie möglich hält. men [20]. Teilnehmer, ihr Wettbewerbsbeitrag und ihr er-
– Abschließend waren die Auflagen der Wasser- und Schiff- zieltes Ergebnis zeigt Tabelle 1, wobei sie bei gleichem
fahrtverwaltung zu berücksichtigen: Rang auf den Wertungsvorschlag der Vorprüfung zurück-
– keine Einschränkungen der vorhandenen lichten greift.
Weite von 200 m im nördlichen Rheinarm (Wiesbade- Drei Arbeiten waren aufgrund der Anordnung eines
ner Fahrwasser) durch Strompfeiler Pfeilers in den naturschutzrechtlichen Tabuzonen in der
– keine Strompfeiler im Mombacher Arm, später auf Rettbergsaue auszuschließen (vgl. Tabelle 1). Die Wettbe-
Pfeiler westlich der Rettbergsaue beschränkt. werbsbeiträge des letzten Rundganges erhielten folgende
– lichte Durchfahrtshöhe für die Schifffahrt von 9,10 m Beurteilung:
über HSW 84,04 m ü. NN im rechten Rheinarm auf
150 m Breite mittig zur Fahrrinnenachse und im 1. Preis: Ingenieurbüro: Grontmij BGS-Ingenieurgesell-
linken Rheinarm über der nördlichen Hälfte schaft, Frankfurt am Main, Architekturbüro: Ferdinand
– Mindestabstand von 15 m quer zur Fließrichtung zwi- Heide, Frankfurt am Main (Bild 8)
schen neuen, nicht mit den vorhandenen Strompfei- Als Deckbrücke zeichnet sich das Bauwerk durch seine
lern fluchtenden Strompfeilern einfache Bauweise und die an die Umgebung angepasste
– radargerechte Gestaltung von Brücken über Bundes- Gestaltung aus. Die Zugänglichkeit des Bauwerks und da-
wasserstraßen gem. Rundschreiben des Bundesminis- mit der künftige Wartungs- und Unterhaltungsaufwand
ters für Verkehr vom 14. 2. 1994. sind voraussichtlich gering. Der Entwurf stellt sowohl in
der Unterhaltung als auch in den Herstellkosten die wirt-
3.3 Wertungskriterien schaftlichste Lösung dar. In Betrachtung der Umweltver-
träglichkeit ist die gewählte Bauweise optimal, da sich
Die Kriterien zur Beurteilung der Wettbewerbsbeiträge wur durch den flachen Überbau keine Einschränkungen auf die
den sorgsam im Zusammenspiel von Bundesministerium Avifauna ergeben. Kritisch zu betrachten sind der schwin-
für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung und seiner Auf- gungsanfällige Fußgängersteg sowie die Klärung einiger
tragsverwaltung Hessen Mobil ausgewählt. Sie reflektieren Details.
den Wunsch des Bauherrn, nach dem „au point“ errichte-
ten Ingenieurmeisterwerk, eine nachhaltige Rheinquerung 2. Preis: Ingenieurbüro: Peter und Lochner, Stuttgart, Ar-
mit gezielten Tragwerksreserven bei geringen Lebenszyk- chitekturbüro: Asp Architekten, Stuttgart (Bild 9)
luskosten und hoher Verkehrsqualität zu bekommen. Die Bauweise als Schrägseilbrücke stellt aus gestalteri-
Daraus entwickelt sich folgende Wertungsmatrix: scher Sicht ein markantes Objekt für diese Region dar.
– Standsicherheit und Robustheit (20 %) Die Verbindung und das Gegenüber beider Hauptstädte
– Realisierbarkeit der Konstruktion/Bauverfahren (10 %) werden hier auf interessante Weise dargestellt. Die beiden
– Dauerhaftigkeit und Gebrauchsfähigkeit/Nachhaltigkeit Flussarme werden durch die unterschiedlich großen
(10 %) Spannweiten deutlich gemacht. Jedoch ist durch die vor-
– Wirtschaftlichkeit (15 %) gesehenen Pylone und Schrägseile eine Beeinträchti-
– Unterhaltung und Prüfbarkeit (10 %) gung der Avifauna gegeben. Die im Bauzustand erforder-
– Umweltverträglichkeit (20 %) liche horizontale Abspannung der Flussfelder zu den
– Gestaltung und Einbindung in das städtische Umfeld Ufern erscheint sehr aufwendig. Der Einbau von Druck-
(10 %) riegeln im Endzustand ist noch nicht abschließend
– Innovation (5 %). geklärt.
10 Sonderdruck aus: Stahlbau 82 (2013), Heft 2
11_106-121_Pelke-Dieter (0024)_cs6.indd 113 25.01.13 09:31E. Pelke/A. Dieter · Die neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein – Wettbewerb und Entwurf
Tabelle 1. Neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein, Wettbewerbsteilnehmer und Wettbewerbsergebnis
Table 1. Competitor and results of New Rhine Bridge Wiesbaden-Schierstein competition
Rang Wettbewerbsteilnehmer Anzahl Anzahl Stützweiten [m] Haupttrag- Querschnitt Hauptragwerk Bauhöhe
Felder Teilbau- werk Haupttrag-
werke werk [m]
0 Ausschreibung, Entwurf II, (15) 14 (3) 2 (Rahmen unbekannter Spannweite mit zwi- gevouteter Plattenbalken mit Stahlhohlkasten- 7,60 – 4,20
als Nullvariante 01, 1958 schenliegendem Straßendamm) Balken stegen in den Stromöffnungen auf
Ingenieurbüro Leonhardt und 55,0 – 60,0 – 70,0 – 85,0 – 205,0 – 85,0 – 70,0 120 m bzw. 145 m Länge ortho-
Andrä in Zusammenarbeit mit 70,0 – 70,0 – 70,0 – 170,0 – 70,0 – 52,2 – 46,4 trope Fahrbahn sonst längs- und
Luis Wintergerst, Stuttgart = 1178,6 (1220,0) quer vorgespannter Stahlbetonfahr-
bahn
0 Vorhandenes Bauwerk als 17 (6) 5 (32,88 – 32,88 – 32,88) gevouteter offener Kontiumumsquerschnitt 7,65–4,58
Nullvariante 02, 1959 55,0 – 60,0 – 70,0 Balken mit orthotroper Fahrbahnplatte
Hellmut Homberg, Ingenieur- 85,0 – 205,0 – 85,0 und lastverteilendem Kreuzwerk
büro Homberg, Hagen 70,0 – 70,0 – 70,0
Reinhard Fritz Weitz, Hein, 70,0 – 170,0 – 70,0
Lehmann AG, Düsseldorf 52,2 – 46,4
= 1183,0 (1281,63)
1 Ingenieurbüro: Grontmij 14 2 (22,5) gevouteter einzelliger Hohlkasten 8,00 – 3,50
BGS-Ingenieurgesellschaft, 52,0 – 60,0 – 60,0 – 70,0 – 102,5 – 205,0 – 102,5 Balken S 355/S 460 3,00 (Flut-
Frankfurt am Main 90,0 – 102,5 – 205,0 – 102,5 – 55,0 – 50,0 Haupttrom- und Nebenöffnung bereich)
Architekturbüro: Ferdinand = 1285,0 orthotrope Fahrbahnplatte
Heide, Frankfurt am Main Flutbereiche Stahlbetonfahrbahn
C 35/45
Wechsel auf Stahlverbundplatten-
balken mit Hohlkastenstegen in
Flutbereichen
2 Ingenieurbüro: Peter und 15 3 49,5 – 60,0 – 60,0 – 256,0 – 60,0 – 60,0 Schrägseil- einzelliger Hohlkasten mit abge- 3,20
Lochner, Stuttgart 60,0 – 64,0 – 328,0 – 68,0 – 68,0 64,0 Mittelträ- strebten Kragarmen
Architekturbüro: 34,2 - 34,2 34,2 gerbrücke Stromfeldern in Stahl S 355
Asp Architekten, Stuttgart = 1280,1 räumliche Flutbereiche in Spannbeton
nach au- C 35/45 über den Stützen C 70/85
ßen lau-
fende
Tragseile
3 Ingenieurbüro: Krebs und 10 1 168,6 – 240,0 – 165,0 – 130 – 205,0 – 130,0 – Zügelgurt- hybrider, einzelliger Hohlkasten in 8,50 – 2,00
Kiefer, Darmstadt 77,0 – 63,0 55,0 48,0 brücke Spannbeton C 70/85 und Stahlver-
Architekturbüro: K+R Plan – = 1277,0 bund S 355/C35/45
Krug und Schnorr, Darmstadt
4 Ingenieurbüro: Ingenieurbüro 15 3 45,8 – 45,8 – 45,8 gevouteter offenes Stahlverbund-Strebenfach- 9,00 – 5,00
Binnewies, Hamburg 112,2 – 151,33 – 151,33 – 151,33 – 205,0 – 112,3 Fachwerk- werk mit weitgestellten Hauptträ-
Architekturbüro: 43,47 – 43,47 – 43,47 – 43,47 – 43,47 – 43,47 balken gern aus S 355 I-Profilen und S460-
Prof. Winking, Hamburg = 1281,61 LP-Untergurten
gekoppelte Stahlbetondruckgurte
über den Stützen C 50/60
5 Ingenieurbüro: Schlaich, Ber- 14 2 68,0 – 68,0 – 68,0 – 68,0 – 100,0 – 205,0 100,0 Zügelgurt- gevouteter Stahlbeton-Stahlver- 4,30 – 3,00
germann und Partner, Stuttgart – 55,0 brücke bund-Trägerrost in S 355 und C
Architekturbüro: H. Gries 55,0 – 100,0 205,0 100,0 40,0 50,0 35/45 mit offenen Profilen und Be-
Architekt, Stuttgart = 1282,0 tondruckriegel in Höhe Pylon
6 Ingenieurbüro: Schüßlerplan, 18 4 4 × 46,5 Schrägseil- Stahlverbundplattenbalken mit 4,00
Frankfurt am Main 56,25 – 168,75 – 56,25 – 50,75 brücke mit Hohlkastenstegen in S 355 /
Architekturbüro: Peter Kulka, 50,75 – 50,75 – 62,50 – 250,0 – 62,5 – 50,75 außenlie- C 35/45
Köln 4 × 46,5 genden Spannbetonplattenbalken in
= 1282,0 Tragseilen C 40/50 mit Hohlkastenstegen zur
Rückhängung
7 Ingenieurbüro: Grbv, Hannover 14 2 76,5 – 70,0 – 70,0 – 70,0 – 240,0 – 70,0 – 70,0 Zügelgurt- Stahlverbundträgerrost aus ge- 3,50
Architekturbüro: Dissing + 70,0 – 70,0 – 240,0 – 70,0 – 70,0 – 51,0 – 51,0 brücke schweißten, außenliegenden, ein-
Witling Architekturfirma a/s = 1288,5 zelligen Hohlkästen
Kopenhavn/DK S 355 C k.A.
8*) Ingenieurbüro: BUNG, 19 3 59,0 – 70,0 – 70,0 – 70,0 – 85,0 – 85,0 – 70,0 – gevouteter Stahlverbundfachwerkröhre in S 11,50 – 6,68
Heidelberg 52,2 – 46,4 Fachwerk- 460/S 355 mit C 35/45 teilweise
Architekturbüro:AS&P Albert 96,0 – 205,0 – 96,0 balken Fahrwerkhohlprofile mit C 90/105
Speer & Partner, Frankfurt am 34,43 – 36,88 – 39,0 – 43,0 – 43,0 – 43,0 – 39,27 gefüllt
Main = 1284,2
8*) Ingenieurbüro: Leonhardt, 14 1 32,03 – 46,0 – 55,0 – 60,0 – 60,0 – 120,0 – gevouteter Stahlbetonverbundplattenbalken 8,10 – 2,00
Andrä und Partner, Stuttgart 205,0 – 120,0 – 60,0 – 60,0 – 110,0 – 185,0 Balken mit Hohlkastenstegen bei geschlos-
Architekturbüro: Jean-Jacques 110,0 – 58,60 senem Stahlobergurt S 355 mit
Zimmermann = 1281,63 C 30/37
Doppelverbund in den Stromfel-
dern in C 50/60 Fertigteilfahrbahn
9*) Ingenieurbüro: Vössing, 12 3 48,0 – 55,0 Schrägseil- Stahlhohlkasten pro Fahrtrichtung 4,00
Düsseldorf 65,0 – 80,0 – 80,0 – 290,0 – 108,33 Mittelträ- über Fachwerkverbände gekoppelt
Architekturbüro: Greisch 108.34 – 108,33 – 170,0 – 103,0 – 66,0 gerbrücke bereichsweise mit orthotroper
Ingenieure S.A. Lüttich + = 1282,0 (S 335) und Stahlbetonfahrbahn
Schröder Ass., Luxemburg (C 30/37) am Pylonpfeiler über
Streben abgestützt
*) Wertungsausschluss aufgrund Anordnung einer Pfeilerstellung westlich der Rettbergsaue
Sonderdruck aus: Stahlbau 82 (2013), Heft 2 11
11_106-121_Pelke-Dieter (0024)_cs6.indd 114 25.01.13 09:31E. Pelke/A. Dieter · Die neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein – Wettbewerb und Entwurf
Pylon Schrägseil Tragwerk Querschnitt Bauhöhe Gründung Anzahl Lager max.
Zügelgurt Flutbrücken Flutbrücken Flutbrücken Festpunkte in Dehnweg
[m] Längsrichtung öko [mm]
– – – – – Caissongründung der 2 Festlager nicht 220
Strompfeiler näher benannt
Brunnengründung der Rollen- oder
Flutpfeiler beide 7 m–8 m Pendellager
unter Rheinsohle
– – Balken offener Kontinu- 4,58 Caissongründung der 2 Rollenlager 400
umsquerschnitt mit Strompfeiler, Flachgrün- Nadellager
vorgespannter dungen mit Bodenvedich- Neotopflager
Stahlbetonfahrbahn tung teilweise mit Rüttel-
und lastverteilen- druckverfahren
dem Kreuzwerk
– – Am Widerla- vorgespannte 1,50 Wiederverwendung 2 Kalottenlager 600
ger Wiesba- Ft-Träger der Caissongründung, an- Sonderlager
den kurzer sonsten Flachgründungen für bis zu 50
Endrahmen ggf. Bodenaustausch MN
(22,5 m)
mittig, Parallellitze Platte Spannbetonmassiv- 1,30 Großbohrpfähle bzw. 2 (Pylone) längsbweg- 570
schräggestellt Seilabstand 52 m platte Ortbetonrammpfähle liche Kalotten-
Stahlbeton C 45/55 bzw. 44 m (Spannweiten lager
Hohlkasten Durchmesser 3 × 34,2 m)
Doppelpylon 150 mm in C 35/45
(Seite Mainz)
biegesteif mit
Pfahlgründung
verbunden
außenliegend Stahlhohlkasten in – – – Wiederverwendung 1 Kalottenlager 840
Stahlbeton S 355 der Caissongründung, an-
Rechteck, massiv sonsten Flachgrünungen
– – Balken Stahlverbund- 2,50 Caissongründung 3 Vorlandbrücke 400
plattenbalken Ansonsten Flachgründung Punktkipp-
mit Querträger ggf. durch Kleinbohr- lager
a = 5,0 m pfähle verstärkt Fachwerk
S 355/S 460 und längsweiche
C 50/60 Stahlstützen
S 460
außenliegend, Stahlzugglied aus – – – Wiederverwendung der 2 Kalottenlager k. A.
Stahlbeton in C Blech mit aufge- bestehenden Gründung
55/67 schweißten Lamel- Tiegründung mit Groß-
len bohrpfählen
S 335 („Segel“)
außenliegend Stahl- vollverschlossen Balken Spannbetonplatten- 2,10 Flachgründung 4 Kalottenlager k. A.
beton in C 40/50 Seilabstand balken in C 40/50 (Flutbrücken (Flutbrücken
H-Querschnitt 56,25 m semiintegral semiintegral)
Durchmesser Festpunkt
130 mm Brückenmitte)
Stahl Stahlhohlkasten in – – – Flachgründung k. A. Topflager 400
k. A. S 355
Zugverankerung in
den Nebenspann-
weiten erf.
– – Balken Stahlverbundplat- 3,80 Tiefgründung mit Groß- 4 Kalotten- und 900
tenbalken in S 1,60 – 2,10 bohrpfählen Topflager
460/S 355 mit C
35/45 biegesteif
mit zweizelliger
Stahlhohlkasten
verbunden
Spannbeton-Plat-
tenbalken
– – – – – Stahlverbundstützen 1 Kalottenlager k. A.
Flachgründung auf Boden-
verbesserung
mittig biegesteif im Parallellitze Balken Plattenbalken mit 4,00 Flachgründung am Pylon und Elastomer- 700
Strompfeiler ange- Seilabstand 40 m einhüftiger Stahlhohlkastenste- Stahlschräg- Topflager
schlossener Stahl- Durchmesser Rahmen mit gen bereichsweise stütze im Main-
betonhohlquer- 150 mm Schrägstiel mit orthotroper zer Vorlandbe-
schnitt rheinab- (S 335) und Stahl- reich
wärts seitlich durch betonfahrbahn
Stahlrohrstrebe (C 30/37)
S 355 gehalten
12 Sonderdruck aus: Stahlbau 82 (2013), Heft 2
11_106-121_Pelke-Dieter (0024)_cs6.indd 115 25.01.13 09:31E. Pelke/A. Dieter · Die neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein – Wettbewerb und Entwurf
Bild 9. Wettbewerbsbeitrag Peter und Lochner mit Asp Bild 11. Wettbewerbsbeitrag Binnewies mit Prof. Winking,
Architekten, Stuttgart Hamburg
Fig. 9. Competition entry of Peter and Lochner consulting Fig. 11. Competition entry of Binnewies consulting engi-
engineers in colloboration with Asp architects neers in colloboration with Prof. Winking, architect
3. Preis: Ingenieurbüro: Krebs und Kiefer, Darmstadt, Ar- 3.5 Wertung aus Sicht des Bauherrn
chitekturbüro: K+R Plan – Krug und Schnorr, Darmstadt
(Bild 10) Der Realisierungswettbewerb nach GRW aus 2007 bestätigt
Die gevoutete Balkenbrücke mit flachen Zügelgurtabspan- den Ausschreibungswettbewerb aus dem Jahre 1959. Beim
nungen stellt eine standsichere Konstruktion dar und hält Bauherrn und seiner Auftragsverwaltung wuchs die Er-
die Einflüsse auf die Umwelt gering. Unmotiviert erscheint kenntnis, dass die zurückhaltende Architektur des Leon-
die Anordnung der Zügelgurte statt über dem größeren hardt-Hombergschen Brückenzuges zeitlos modern und nur
Rheinarm über den kleineren Rheinarm in dem eher natür- schwer zu übertreffen ist. Mit modernem technischen Kennt-
lichen Umfeld, die Begründung mit der Ländergrenze mu- nisstand unterfüttert, entspricht der Leonhardtsche Aus-
tet eher willkürlich an. Die grüne Farbgestaltung der Stahl- schreibungsentwurf I nahezu dem Siegerentwurf aus 2007.
teile wird sowohl für die Einpassung in die vorhandene Der Entwurf II darf als geradezu visionär genannt werden.
Umgebung als auch bezüglich der Unterhaltung als proble- Dagegen lösen Entwürfe von Schrägseilbrücken, zu
matisch angesehen. Die Zugänglichkeit zu den äußeren denen bereits 1959 aufgefordert wurde, die Planungsaufgabe
Lagern ist nicht gewährleistet, die hohe Anzahl der Kop- mit ihren stark wechselnden Stützweiten nicht. Das Abrü-
pelstellen ist ungünstig. cken der Fahrbahn auf Mainzer Seite erfordert für den Bau
erhebliche Hilfsmaßnahmen, wie z. B. Hilfsabspannungen
4. Rang: Ingenieurbüro: Ingenieurbüro Binnewies, Hamburg, (Peter & Lochner) oder Stabilisierungsstreben (Vössing)
Architekturbüro: Prof. Winking, Hamburg (Bild 11) und führt zu ungünstigen Beanspruchung der Tragkon-
Die Deckbrücke ist als Fachwerk ausgebildet und macht struktion. Alle drei Wettbewerber mit Schrägseilbrücken
die Brücke optisch leicht und transparent. Die offenen konnten keine schlüssige Lösung erarbeiten.
Doppel-T Profile stellen in der Unterhaltung des Bauwerks Folgerichtig boten drei Wettbewerber Zügelgurtbrücken
(Korrosionsschutz, Vogelnistplätze etc.) einen erheblichen an, die dem städtischen Umfeld durchaus gerecht würden,
Aufwand dar. Die Ausbildung des zusätzlichen Untergurtes aber bei Dauerhaftigkeit und Unterhaltung Defizite zeigen.
aus Beton zur Aufnahme der Druckkräfte ist nicht eindeu- Einer der Entwürfe wirkte leicht und transparent und ent-
tig geklärt. Die Vollstöße Untergurt/Obergurt erscheinen hält eine Anzahl von Innovationsvorschlägen. Hier wäre
konstruktiv problematisch. Als negatives Element wird eine vertiefende Ausarbeitung wünschenswert gewesen.
auch die Pfeilerstellung mittig im Rheinarm betrachtet. Der Siegerentwurf verzichtet auf architektonische
Gimmicks. Er punktet durch eine saubere ingenieurmäßige
Durcharbeitung, insbesondere bei Konstruktion, Bauverfah-
ren, Dauerhaftigkeit und Gebrauchsfähigkeit sowie der
Unterhaltung. Er investiert in das direkt befahrene Bauteil
und setzt das Weitzsche Diktum des fertigungsgerechten
Konstruierens um. Der Siegerentwurf hebt sich von den
anderen Arbeiten deutlich ab.
4. Der ausschreibungsfähige Bauwerksentwurf
nach RAB-ING [21]
4.1 Längs- und Querschnittsgestaltung Überbau
Bild 10. Wettbewerbsbeitrag Krebs und Kiefer mit K+R Plan –
Krug und Schnorr, Darmstadt Die Streckentrassierung der Schiersteiner Rheinbrücke ver-
Fig. 10. Competition entry of Krebs and Kiefer consulting läuft für beide Überbauten in der Geraden (Bild 12). Der
engineers in colloboration with K+R Plan – Krug and Schnur, Achsabstand der beiden Überbauten in Achse O am Wider-
architects lager Wiesbaden beträgt etwa 18,90 m und der lichte Brü-
Sonderdruck aus: Stahlbau 82 (2013), Heft 2 13
11_106-121_Pelke-Dieter (0024)_cs6.indd 116 25.01.13 09:31E. Pelke/A. Dieter · Die neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein – Wettbewerb und Entwurf
Bild 12. Bauwerksentwurf Neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein Grundriss und Längsschnitt FR Mainz [20]
Fig. 12. Plan view and longitudinal section of the New Rhine Bridge Wiesbaden-Schierstein
ckenabstand zwischen den Kappen etwa 2,60 m. Bedingt Im Bereich über der Rheingaustraße, von Achse N bis
durch die erforderliche Anbindung der Überbauten an die O, sind Rahmen aus vorgespannten Halbfertigteilen mit
Vorlandbauwerke in Rheinland-Pfalz, Anschlussstelle Mom- Ortbetonergänzung vorgesehen. In den Achsen C, F und J
bach, und eines sich dadurch ergebenden Zwangspunktes wechselt die Überbauausbildung des Querschnitts von ei-
aus der Verkehrsführung, sind die Achsen der Überbauten ner reinen Stahlkonstruktion (Bild 13) zu einem Verbund-
im Grundriss mit einem Winkel von etwa 0,7 gon gespreizt. querschnitt (Bild 14) mit Betonfahrbahnplatte. In den Ach-
Dadurch vergrößert sich im Anschlussbereich an die Vor- sen C und J wird dabei zusätzlich ein Übergang von einem
landbauwerke auf Rheinland-Pfälzer Seite der Abstand der 2-zelligen Verbund-Hohlkastenquerschnitt in einen 1-zelli-
beiden Achsen auf etwa 33,0 m und der lichte Abstand auf gen Stahlhohlkasten vorgesehen. Alle Materialübergänge
ca. 16,70 m. werden als biegesteife Anschlüsse ausgebildet.
Die Überbauten der Brücke bestehen jeweils aus zwei Für die beiden Hauptöffnungen mit jeweils 205 m
hintereinander liegenden Durchlaufträgern mit Stützweiten Spannweite und die beidseitig angrenzenden Nebenöff-
von 50 m – 55 m – 102,5 m – 205 m – 102,5 m – 89 m und nungen mit 102,5 m Spannweite sind einzellige Stahlhohl-
102,5 m – 205 m – 102,5 m – 70 m – 60 m – 60 m – 47 m kästen mit orthotroper Fahrbahnplatte vorgesehen. Mit
bzw. 52 m sowie einem anschließenden Rahmen mit ca. einer Konstruktionshöhe von 4,8 m in Feldmitte der
29,9 m Stützweite. Die Gesamtlänge der Überbauten beträgt Hauptöffnungen ist ein sehr schlanker Überbau gelungen
1285,85 m (für die Brücke Unterstrom) bzw. 1280,92 m (für (l/43). Dennoch ist an diesen Stellen die Durchbiegung auf
die Brücke Oberstrom). l/375 = 54 cm begrenzt. Die Querschnittshöhe verändert
Die beiden Durchlaufträger ruhen in Achse G auf einem sich parabelförmig, so dass über den Pfeilern eine Vouten-
gemeinsamen Trennpfeiler und werden mit einer Übergangs- höhe von 8,3 m entsteht. Die Stegbleche haben über den
konstruktion verbunden. Die Festpunkte in Längsrichtung gesamten Brückenbereich eine konstante Schrägneigung.
werden für die südlichen Durchlaufträger jeweils in Achse Die Stahlquerschnitte der Überbauten werden aus Bau-
E und für die nördlichen Träger in Achse I angeordnet. stahl der Güte S 355 J2+N bzw. S 355 K2+N (65 mm < t ≤
Weitere Dehnfugen für den Stahl- und Stahlverbundüber- 80 mm) hergestellt. Die für den Baustahl geforderten Zug-
bau werden dadurch nur noch in den Achsen A und N werte (Streckgrenze, Zugfestigkeit) sind in Walzlängs- und
bzw. N´ benötigt. Querrichtung zu erfüllen und nachzuweisen.
Die Querschnittsgestaltung der Deckbrücke gliedert Bei der chemischen Zusammensetzung des Baustahls –
sich im Wesentlichen in zwei Materialkonzepte, die entspre- Schmelzenanalyse – ist neben den geforderten 14 Elemen-
chend ihrer Tragwirkung unter Berücksichtigung von stati- ten nach DIN 18 800-1 [23] zusätzlich auch der Massenan-
schen, wirtschaftlichen und architektonischen Gesichtspunk- teil Bor in % anzugeben. Der Grenzwert von B ≤ 0,0008 ist
ten in den entsprechenden Feldbereichen vorgesehen sind: einzuhalten und nachzuweisen. Für die Massenanteile
Zum einen sind es Stahlverbundquerschnitte mit Stahl- Schwefel und Phosphor in % sind, abweichend von der
betonfahrbahnplatten von Achse A bis C, F bis G und J bis Norm, folgende strengere Grenzwerte einzuhalten und
N. Zum anderen sind die großen Hauptöffnungen im Strom- nachzuweisen: S ≤ 0,005 und P ≤ 0,015.
bereich als Stahlquerschnitte mit orthotroper Fahrbahn-
platte von Achse C bis F und Achse G–J konzipiert. 4.2 Besonderheiten der orthotropen Fahrbahn
Für die Lagerung der Überbauten werden wegen der
hohen Lasten und Lagerverdrehungen ausschließlich Ka- Der Forderung nach einer besonders robusten Konstruk-
lottenlager bzw. Kalottengleitlager nach DIN EN 1337 [22] tion für die Ganzstahlbauwerke wurde im Entwurf dadurch
eingebaut. Rechnung getragen, dass das Fahrbahndeck – die orthotrope
14 Sonderdruck aus: Stahlbau 82 (2013), Heft 2
11_106-121_Pelke-Dieter (0024)_cs6.indd 117 25.01.13 09:31Sie können auch lesen
