Brückenbau 5/2015 by Verlagsgruppe Wiederspahn

www.maurer.eu

Ausgabe 5 . 2015

Symposium Ausbau der Bundesautobahn A 3 im Großraum Würzburg

www.verlagsgruppewiederspahn.de

ISSN 1867-643X

Wirtschaftlich und nachhaltig.

Korrosion impossible Straßenbrücken sind jetzt feuerverzinkbar

Stahl- und Verbundbrücken dürfen seit kurzem auch in Deutschland feuerverzinkt werden. Wissenschaftliche Untersuchungen ergaben nämlich, dass die Feuerverzinkung auch für den Einsatz an zyklisch belasteten Brückenbauteilen geeignet ist und eine Korrosionsschutzdauer von 100 Jahren ohne Wartung erreicht. Zudem ist Feuerverzinken bereits bei den Erstkosten günstiger.

Mehr unter www.feuerverzinken.com/bruecken

INSTITUT FEUERVERZINKEN

EDITORIAL Zum (zweitägigen) Symposium in Würzburg

Kombination von Theorie und Praxis von Michael Wiederspahn

Dipl.-Ing. Michael Wiederspahn

Kurz innezuhalten und erst nachzudenken, bevor man irgendeine Entscheidung trifft, hat bekanntermaßen noch nie geschadet, kommt bedauerlicherweise aber langsam aus der Mode, denn heute sind vor allem vorauseilende und damit (vor)eilig gefasste Beschlüsse gefragt, die sich ebenso rasch verkünden wie korrigieren lassen. Welche Neben- oder Nachwehen ein solch vorschnelles Vorgehen bewirkt, interessiert in dem Zusammenhang offenbar nur wenige (Verantwortungsbewusste), werden die meisten Konsequenzen dieses vermeintlichen Hochgeschwindigkeitshandelns doch oft und gerne auf jene verlagert, die, um jetzt eine früher häufig verwendete Formulierung leicht abzuwandeln, der Gnade einer späteren Geburt anheimfallen (dürfen).

Wer sich einem Thema, einem Problem oder einer Herausforderung mit dem eigentlich stets aufzubringenden Sachverstand widmen will, braucht hingegen ein klein bisschen Zeit, ein paar Minuten oder bisweilen sogar Stunden, in denen er sich informiert, alle oder zumindest viele Aspekte er- und dann begründet, sein Urteilsvermögen also zunächst entwickelt und nicht schon vorab zu schärfen trachtet. Dass und warum die genauere, ergo persönliche Inaugenscheinnahme eines Gemäldes oder Bauwerks durchaus Sinn macht, ja im Prinzip unabdingbar ist, da sie einem nicht selten überraschende und gerade deshalb (meist) höchst zielführende Ein- und Aussichten vermittelt, erläutert zum Beispiel Denis Diderot in und mit seiner Enzyklopädie, einer Publikation von immerhin 21 Text- und 12 Bildbänden Umfang, aus der die hier zitierten Zeilen stammen: »Groß ist die Schönheit, wenn eine Sache so ist, dass die Überraschung zuerst mäßig ist, dass sie aber anhält, dass sie zunimmt und schließlich zur Bewunderung führt. (…) Die genaue Proportion der berühmten Peterskirche bewirkt, dass sie zunächst nicht so groß erscheint, wie sie ist; denn wir wissen zunächst nicht, woran wir uns halten sollen, um ihre Größe zu beurteilen. Wäre sie weniger breit, so würde uns ihre Länge auffallen; wäre sie weniger lang, so würde uns ihre Breite auffallen. Aber je länger das Auge sie betrachtet, desto größer erscheint sie, und desto größer wird das Erstaunen. Man kann sie mit den Pyrenäen vergleichen, wo das Auge, das sie anfangs zu ermessen glaubt, Berge über Berge entdeckt und sich immer weiter verliert.« Im Abschnitt »Versuch über den

Geschmack in Dingen der Natur und Kunst« zu finden, beschreiben sie letzten Endes, wie eine Annäherung verlaufen sollte, die nicht mit vorgefertigten Meinungen »operiert«, sondern auf dem Bemühen um unverfälschte und zudem sach- wie fachgerechte Einblicke beruht – und dementsprechend die (unaufhörliche) Bereitschaft zum Lesen und Lernen voraussetzt. Und das gilt natürlich auch für Ausgabe 5 · 2015 des »Brückenbau« wie für das Symposium »Ausbau der A 3 im Großraum Würzburg«, die als Einheit und zugleich als Angebot zu interpretieren sind, indem sie zu einer Kombination von Theorie und Praxis einladen, und zwar in sinnstiftendster Form. So erlauben die folgenden Seiten eine fundierte und insofern eine auf Dauer lohnende Nachbereitung sämtlicher Vorträge der Würzburger Veranstaltung, während die am bzw. für den zweiten Tag organisierte Exkursion das zuvor Gehörte oder bereits Studierte nochmals zu vertiefen, es vor Ort zu veranschaulichen, zu überprüfen und derart (zusätzlich) zu verifizieren hilft. Wir bedanken uns bei allen Referenten und Autoren für die qualitätvolle Mitarbeit, insbesondere aber bei der Autobahndirektion Nordbayern, die es ermöglicht (hat), dieses zweifelsohne beeindruckende Großprojekt detailliert und überaus kompetent vorstellen zu können.

5 . 2015 | BRÜCKENBAU

I N H A LT

BRÜCKENBAU

CONSTRUCTION & ENGINEERING

Bereits heute laden wir Auftraggeber, Architekten und Ingenieure ebenso wie ausführende Bauunternehmen sowie Hochschulen zum

16. Symposium Brückenbau nach Leipzig ein. Wir starten am 15. Februar 2016 mit der Begrüßung der angereisten Referenten und Teilnehmer beim gemütlichen Abendessen und beginnen dann am 16. Februar 2016 in gewohnter Weise mit den Vorträgen. Wie immer stehen neue spannende und viel diskutierte Bauvorhaben sowie Wettbewerbe auf dem Programm – ebenso wie Projekte, die von unseren europäischen Nachbarn realisiert wurden und werden. Last but not least wird das große Thema Erhalt durch Ertüchtigung oder Abriss und Neubau bei einigen der vorgestellten Bauwerke näher beleuchtet. Wir freuen uns, wenn Sie den Termin »Leipzig 2016« (16. bis 17. Februar 2016) schon jetzt einplanen.

Weitere Informationen und Anmeldung

VERLAGSGRUPPE W I E D E R Smit MixedMedia P A Konzepts HN 4

Biebricher Allee 11 b 65187 Wiesbaden Tel.: 0611/98 12 920 Fax: 0611/80 12 52 kontakt@verlagsgruppewiederspahn.de www.verlagsgruppewiederspahn.de www.mixedmedia-konzepts.de

BRÜCKENBAU | 4 . 2015

I N H A LT

Editorial

Kombination von Theorie und Praxis

Michael Wiederspahn

Symposium

Ausbau der Bundesautobahn A 3 im Großraum Würzburg

Alexander Leis

Ersatzneubau Talbrücke Heidingsfeld

Bernd Endres

Talbrücke Heidingsfeld als Beispiel

Rolf Jung, Tobias Mansperger

Beulnachweise im Stahlbrückenbau

Martin Mensinger, Joseph Ndogmo

Neubau des Katzenbergtunnels

Tobias Bäumler

Bau des Katzenbergtunnels

Sebastian Gramlich

Lärmschutzmaßnahmen im Autobahnbereich bei Würzburg

Markus Wagner

Instandsetzung der Mainbrücke Schwarzach

Ralf Bothner

Feuerverzinken im Brückenbau und von Lärmschutzwänden

Dietmar Hildebrandt

Digitales Planmanagement bei Großprojekten

Andreas Fersch, Alexander Strutzke

Produkte und Projekte

Software und IT

Nachrichten und Termine

Branchenregister

Impressum

5 . 2015 | BRÜCKENBAU

Symposium Das Gesamtprojekt: Bedeutung, Trassenfindung und Bauwerke

Ausbau der Bundesautobahn A 3 im Großraum Würzburg von Alexander Leis

Die Bundesautobahn BAB A 3 ist Europastraße und Bestandteil des transeuropäischen Verkehrsnetzes. Als eine der wichtigsten deutschen Autobahnen verläuft sie von der niederländischen bis zur österreichischen Grenze. Seit ihrer durchgehenden Fertigstellung zwischen Aschaffenburg und Nürnberg Anfang der 1960er Jahre hat sich der Verkehr bis heute auf ca. 90.000 Kfz/d verdreifacht. Nur mit einem sechsstreifigen Ausbau lässt sich diese Verkehrsmenge sicher und staufrei bewältigen. Der ca. 220 Mio. € teure Ausbau zwischen der Anschlussstelle WürzburgHeidingsfeld und der Mainbrücke Randersacker sieht auf 5,40 km Länge vor, die Autobahntrasse um 9 m (Richtung Frankfurt) bzw. 12 m (Richtung Nürnberg) abzusenken und auf einer Länge von 570 m in einen Tunnel zu verlegen. Dadurch und durch eine Modellierung des angrenzenden Geländes können die Trennwirkung der Strecke zwischen den Würzburger Stadtteilen Heidingsfeld und Heuchelhof aufgehoben, die bisher unterbrochene landschaftliche und ökologische Verbindung wiederhergestellt und die Anwohner vor Lärmbelastungen geschützt werden. Mit dem Ausbau der A 3 bei Würzburg wird eine wichtige Verkehrsachse nicht nur fit für die Zukunft gemacht, sondern auch optimal dem städtebaulichen Umfeld angepasst.

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1 Bedeutung der A 3 Die BAB A 3 ist als Europastraße Bestandteil des transeuropäischen Verkehrsnetzes und zählt damit zu den bedeutendsten Strecken im Netz der Bundesautobahnen. Sie verbindet die Beneluxstaaten mit Südeuropa und innerhalb Deutschlands Bayern mit den Zentren am Rhein. Die A 3 wurde Ende der 1950er und Anfang der 1960er Jahre als vierstreifige Autobahn durch Spessart und Steigerwald gebaut und hat heute ihre Kapazitätsgrenzen überschritten. Die Verkehrsbelastungen liegen bei durchschnittlich bis zu 90.000 Kfz/d, vermehrte Unfälle und zahlreiche Staus sind die Folge. Im Bedarfsplan für die Bundesfernstraßen ist der sechsstreifige Ausbau von der Anschlussstelle (AS) Aschaffenburg bis zum Autobahnkreuz Biebelried als Vordringlicher Bedarf ausgewiesen. Mit diesem sechsstreifigen Ausbau wird eine leistungsfähige und den heutigen Anforderungen gerechte Verkehrsverbindung geschaffen. 2 Ausbau im Stadtgebiet Würzburg Die A 3 hat im Bereich Würzburg, anders als in den benachbarten Abschnitten mit den dort sehr gestreckten Linienführungen, einen der Bebauung und der Topographie angepassten Charakter. Sie schmiegt sich dem hügeligen Gelände zwischen den Stadtteilen WürzburgHeidingsfeld und Würzburg-Heuchelhof an, umfährt den Katzenberg in einem langgezogenen, fast rechtwinkeligen Bogen und fällt nach Osten in das Maintal bei Randersacker ab. Die Steigungs- bzw. Gefällestrecken weisen Längsneigungen bis zu 4 % auf. Die AS Würzburg-Heidingsfeld ist derzeit als symmetrisches halbes Kleeblatt mit Lichtsignalanlagen an den Einmündungen zur vierstreifig verlaufenden Bundesstraße 19 ausgebildet. Der Talraum des östlich der AS WürzburgHeidingsfeld gelegenen Rottenbauerer Grundes wird mit einer Großbrücke, der Talbrücke Heidingsfeld, überquert.

Der geplante sechsstreifige Ausbau der A 3 orientiert sich im Bereich des Stadtgebietes von Würzburg am Bestand: Die derzeitige Streckencharakteristik kann nicht wesentlich verändert werden. Es verbleibt die topographisch und städtebaulich begründete Unstetigkeit an der Tank- und Rastanlage Würzburg Nord und am Mainabstieg. Sie wird, soweit möglich, in Lage und Höhe verbessert. Die Fahrtrichtung Frankfurt erhält, wie bisher, ab der AS Würzburg-Randersacker einen Zusatzfahrstreifen, der im westlich angrenzenden Abschnitt in Richtung Frankfurt weitergeführt wird. Weiterhin sind die notwendige Anpassung und der verkehrsgerechte Umbau der AS Würzburg-Heidingsfeld mit dem Ausbau der B 19 im Anschlussstellenbereich vorgesehen. Umfangreiche Lärmschutzmaßnahmen in Form von Wällen und Wänden sind notwendig, um den gesetzlichen Anforderungen (16. BImSchV) gerecht zu werden. 3 Planfeststellungsverfahren Die Planfeststellung für den 5,40 km langen sechsstreifigen Ausbau der A 3 im Abschnitt von der AS Würzburg-Heidingsfeld bis westlich der Mainbrücke Randersacker hatte die Autobahndirektion Nordbayern am 25. April 2005 bei der Regierung von Unterfranken beantragt. Es war eine bestandsorientierte »Ausbauvariante« mit umfangreichen Lärmschutzanlagen (Wälle, Wände) bis zu 12 m über der Fahrbahn und damit auch weit über Gelände. Damit ließen sich die vorhandenen Überschreitungen der Lärmgrenzwerte an über 1.000 Gebäuden auf künftig 20 Gebäude mit geringfügigen Nachtwertüberschreitungen reduzieren. Im Planfeststellungsverfahren erhoben rund 3.500 Würzburger Bürger Einwendungen, die allesamt eine Tunnelvariante anstelle der Ausbaulösung forderten.

Symposium

1 Lenkungsverfahren Würzburg: Trassenfindung © Autobahndirektion Nordbayern

Auch der Stadtrat der Stadt Würzburg sprach sich gegen die vorgelegte Planung aus. Schnell hatte sich ein Bündnis »Ja zum Tunnel – Für den Ausbau der A 3« gebildet. Neben der Stadt Würzburg mit den Vorsitzenden der im Stadtrat vertretenen Fraktionen waren die Würzburger Bürgervereinigung, der Landrat des Landkreises Würzburg sowie die Industrie- und Handelskammer Würzburg, die Handwerkskammer und der Einzelhandelsverband im Bündnis vertreten. Das Bündnis wurde auch von den örtlichen Mandatsträgern unterstützt. Eine gemeinsame Pressekonferenz der Bündnispartner und eine Kundgebung auf dem Würzburger Marktplatz im September 2005 haben die Stimmung in der Öffentlichkeit gegen die ursprünglich geplante Ausbauvariante und für den Tunnel verstärkt. 4 Lenkungsverfahren In einem Gespräch mit den Spitzen der Obersten Baubehörde im damaligen Bayerischen Staatsministerium des Innern (OBB) und der Oberbürgermeisterin der Stadt Würzburg war, unterstützt durch die örtlichen Mandatsträger, die Idee geboren worden, mit einem geeigneten Planungsdialog auch die Stadt Würzburg in die Trassenfindung mit einzubeziehen und den Planungsprozess neu aufzurollen.

Zwischen der OBB und der Stadt Würzburg wurde daraufhin vereinbart, eine sogenannte »Lenkungsgruppe« mit dem Ziel einzusetzen, eine allseits anerkannte Entscheidungsgrundlage zu erarbeiten. Die Lenkungsgruppe bestand aus Vertretern des damaligen Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, der OBB und der Stadt Würzburg. Dieser Lenkungsgruppe arbeitete eine »Arbeitsgruppe« zu, welche die Planungen entscheidungsreif für die Lenkungsgruppe aufbereitete. Ihre Mitglieder setzten sich aus den Leitern der Fachabteilungen der Autobahndirektion Nordbayern sowie derer der Stadt Würzburg zusammen. Mit dem Lenkungsverfahren sollte das festgefahrene Projekt wieder flottgemacht sowie vermieden werden, dass es, wie in der Vergangenheit andernorts wiederholt erlebt, in einer endlos langen Phase von Diskussionen, politischen Aktivitäten usw. versinkt, ehe nach Jahren zermürbender Debatten eine Kompromisslösung gefunden wird. Dieses Ziel wurde ohne Abstriche erreicht. Die hochkarätig zusammengesetzte Lenkungsgruppe hat am 15. Februar 2007 nach insgesamt 15 Monaten einen einvernehmlichen Empfehlungsbeschluss verabschiedet.

5 Trassenfindung Die Lenkungsgruppe machte sich zur Aufgabe, alle denkbaren Trassenvarianten in den Prozess der Entscheidungsfindung einzubeziehen. Daraus sind fünf Korridore für mögliche Trassen entstanden. Innerhalb dieser Korridore wurden 17 Varianten ausgearbeitet, nach einheitlichen Kriterien bewertet und einander gegenübergestellt. Einige Varianten mussten zum Beispiel wegen extrem setzungsempfindlicher Hochhausbebauung, eines Verlaufs entlang geologischen Störzonen, sehr langer Durchschneidungen von Gebieten nach der europäischen Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie (FFHGebiete) bzw. Naturschutzgebieten aufgegeben werden. Inhaltlich wurden zwölf Hauptkriterien gebildet: Verkehrstechnik, Planung/Bautechnik, Naturschutz/Landschaftspflege, Immissionsschutz, Gewässerschutz, Städtebau, Landwirtschaft/ Forsten, Tank- und Rastanlagen, Baustellenausweichverkehr, Baustellenverkehr, Kosten und Wirtschaftlichkeit. Darunter wurden 32 Unterkriterien analysiert.

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Symposium Aus diesem Variantenspektrum haben sich neben der bisherigen Ausbauvariante drei weitere Varianten als in die engere Wahl kommende Trassen herauskristallisiert: – Variante »Tunnel Nord« mit einem Verlauf im Bereich der bestehenden Trasse; – Variante »Tunnel Süd«, die den Heuchelhof im Süden umfährt; – »Modifizierter Ausbau« in einem bis zu 9 m tiefen Trog. Für diese Varianten wurden nahezu vorentwurfsscharfe Planungen, und zwar inklusive aller wesentlichen Fachbeiträge, erstellt. Ein interessantes Detail waren die aufgrund von Forderungen der Stadt Würzburg durchgeführten Wirtschaftlichkeitsberechnungen. Zusammen mit einem auf derartige Untersuchungen spezialisierten Ingenieurbüro wurden die vier Varianten im abschließenden Vergleich, deutschlandweit bislang einmalig, mit allen Einflussfaktoren auf ihre jeweilige Wirtschaftlichkeit hin durchleuchtet. Die Voraussetzungen waren auch besonders spannend, weil die Variante »Tunnel Süd« eine erhebliche Streckenverkürzung beinhaltete und somit den Mehrkosten der ca. 1,70 km langen Tunnelabschnitte Betriebskostenersparnisse (Treibstoff, Arbeitszeit, Schadstoffgesamtausstoß) in nicht unerheblichem Umfang gegenüberstanden. In der Tat hatte die Variante »Tunnel Süd« trotz Mehrkosten von etwa 80 Mio. € gegenüber der ursprünglichen Planfeststellungsvariante, die ein NutzenKosten-Verhältnis (NKV) von 4,1 aufwies, am Ende das günstigere NKV von 3,5 vorzuweisen gegenüber 3,2 für den Katzenbergtunnel. Dieser volkswirtschaftliche Aspekt war aber nicht allein entscheidend. Die wesentlich höheren Investitionskosten, der Trinkwasserschutz, der Erhalt der beiden Rastanlagen Würzburg Nord und Süd sowie neue Betroffenheiten waren genauso in die Abwägung mit einzubeziehen.

2 Katzenbergtunnel-Trasse: Prinzipschnitte © Autobahndirektion Nordbayern

3 Visualisierung im Bereich Katzenbergtunnel © V-Kon.media GmbH

6 Katzenbergtunnel-Trasse Empfohlen wurde von der Lenkungsgruppe eine Variante, die erst zum Ende unter dem Gesichtspunkt der städtebaulichen Verträglichkeit in den Auswahlprozess eingestellt wurde und die Bezeichnung »Katzenbergtunnel-Trasse« erhalten hat. Im Grundsatz besteht sie aus einer Tieferlegung der A 3 auf ca. 3 km Länge im vorhandenen Trassenkorridor (modifizierte Ausbauvariante), so dass sich ent-

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lang dem Hang am Katzenberg eine Troglage ergibt, die auf eine Länge von 570 m zwischen der Talbrücke Heidingsfeld und der Rastanlage Würzburg Nord in einem Tunnelbauwerk verläuft. Durch umfangreiche Geländemodellierungen soll anschließend die städtebauliche Zäsur durch die A 3 überwunden und der bislang abgetrennte Stadtteil Heuchelhof in vielerlei Hinsicht besser an

Symposium

4 Übersichtskarte © Autobahndirektion Nordbayern

die Kernstadt angebunden werden. Um bis zu 9 m wird die Gradiente der A 3 bei dieser Variante abgesenkt. Die aktiven Lärmschutzanlagen außerhalb des Tunnels, zwischen 6 m und 9 m hoch, sorgen dafür, dass nach dem Ausbau für den Prognoseverkehr 2020 nur noch an 16 Gebäuden geringe Überschreitungen der Nachtgrenzwerte verbleiben. Die empfohlene »KatzenbergtunnelTrasse« wurde in einer Reihe von Veranstaltungen öffentlich präsentiert, wofür eine aufwendige Visualisierung in Form eines sogenannten Echtzeitmodells angefertigt wurde. Am 28. März 2007 wurde zum Abschluss des Lenkungsverfahrens gemeinsam mit der Oberbürgermeisterin der Stadt Würzburg in einer Bürgerversammlung im Stadtteil Heuchelhof die gefundene Lösung vorgestellt. Der Stadtrat der Stadt Würzburg hat am 29. März 2007 einen einstimmigen Beschluss für diese »Katzenbergtunnel-Trasse« gefasst. Nachdem sie auch den offiziellen Segen des Bundes erhalten hatte, wurden die Planfeststellungsunterlagen erarbeitet. Im April 2008 konnte der Antrag auf Planfeststellung für die ca. 220 Mio. € teure »KatzenbergtunnelTrasse« eingereicht werden.

7 Planfeststellungsbeschluss Die Reaktion auf die öffentliche Auslegung der Pläne im Frühjahr 2008 blieb nun im üblichen Rahmen für ein derartiges Projekt. Eine weitere Tunnel-SüdVariante wurde von einem Bürger vorgetragen und durch die gegründete »Heuchelhoftunnel-Initiative« unterstützt. Sie wurde ausführlich erörtert und in die Abwägung der Planfeststellungsbehörde einbezogen. Die Regierung von Unterfranken hat den Planfeststellungsbeschluss, nachdem noch einige Tekturen zur Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmenplanung und zu verschiedenen geänderten Wegeführungen behandelt werden mussten, am 17. Dezember 2009 erlassen. 8 Verfahren am Bundesverwaltungsgericht Gegen den Planfeststellungsbeschluss wurden Klagen beim Bundesverwaltungsgericht in Leipzig erhoben: zunächst in einem Eilverfahren gegen den Sofortvollzug und dann in der Hauptsache mit dem Ziel, den Planfeststellungsbeschluss aufzuheben. Nachdem das Bundesverwaltungsgericht erklärt hatte, im ersten Quartal 2011 über die Hauptsache entscheiden zu wollen, hat die Autobahndirektion Nordbayern gegenüber dem Bundesverwaltungsgericht erklärt, den Sofortvollzug nicht weiterzuverfolgen und bis zur Hauptverhandlung keine Baumaßnahmen durchzuführen.

Das Bundesverwaltungsgericht hat am 3. März 2011 die Klage als unbegründet abgewiesen. Es wurde bestätigt, dass die Planfeststellungsbehörde rechtmäßig entschieden hat. Auch gegen die im Nachgang von der Regierung von Unterfranken erlassenen ergänzenden Planfeststellungs- bzw. Plangenehmigungsbeschlüsse wurden Klagen beim Bundesverwaltungsgericht erhoben. Alle verhandelten Klagen wurden abgewiesen bzw. zurückgezogen oder für erledigt erklärt. Somit ist die Ausbautrasse der A 3 im Bereich Würzburg höchstrichterlich bestätigt. 9 Stand der Baumaßnahmen Vom September 2012 bis zum Sommer 2014 erfolgten mehrere vorbereitende Arbeiten. Als wichtige Baustellenerschließung wurde zunächst die Überführung des Langen Kniebrecherweges über die B 19, südlich der A 3 gelegen, fertiggestellt. An der AS Würzburg-Heidingsfeld wurde eine Behelfsbrücke über die A 3 errichtet, die übergangsweise den Verkehr der vierstreifigen B 19 aufnehmen soll. Ihren Abschluss fanden die Vorwegmaßnahmen mit dem Bau von Wegen und Entwässerungseinrichtungen am Katzenberg.

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Symposium

September 2012

Baubeginn für Vorwegmaßnahmen

August 2013

Neubau einer Behelfsbrücke B 19 über die A 3

März 2014

Beginn Umbau der Anschlussstelle Würzburg-Heidingsfeld

Juli 2014

Baubeginn Talbrücke Heidingsfeld

September 2014

Baubeginn Tunnel Katzenberg

Juli 2015

Baubeginn Gesamtstrecke

2016/2017

Fertigstellung der Fahrbahn Richtung Frankfurt

Ende 2019

Fertigstellung der Gesamtstrecke

5 Vorgesehener Zeitplan © Autobahndirektion Nordbayern

6 Stand der Bauarbeiten im Oktober 2015: Bereich Katzenbergtunnel und Talbrücke Heidingsfeld © Luftbildverlag Hans Bertram GmbH

Im März 2014 begann der Umbau der AS Würzburg-Heidingsfeld mit dem Ersatzneubau des vierstreifigen Kreuzungsbauwerkes der B 19 über die A 3. Mit dem Baubeginn der Talbrücke Heidingsfeld und des Katzenbergtunnels im Juli bzw. September 2014 wurden zwei weitere wichtige Meilensteine im Zuge des Ausbaus bei Würzburg in Angriff genommen. Seit Juli 2015 erfolgt der Streckenbau für den Gesamtabschnitt.

BRÜCKENBAU | 5 . 2015

Die Gesamtfertigstellung für das ca. 220 Mio. € teure Projekt ist Ende 2019 vorgesehen. Autor: Baudirektor Dipl.-Ing. Alexander Leis Autobahndirektion Nordbayern, Dienststelle Würzburg

Symposium

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Symposium

Anlass, Planung und Realisierung

Ersatzneubau Talbrücke Heidingsfeld von Bernd Endres

Die Bundesautobahn BAB A 3 zählt zu den wichtigsten Verkehrsachsen in Nordbayern. Ein Großteil der Brücken dieses Straßenzugs wurde in den 1960er und 1970er Jahren gebaut und somit für eine Verkehrsbelastung dimensioniert, die den heutigen Gegebenheiten bei weitem nicht mehr entspricht. Die Autobahndirektion Nordbayern hat zur Ertüchtigung der Hauptverkehrsachsen daher ein Brückenertüchtigungsprogramm aufgestellt, im Zuge dessen unter anderem auch die Talbrücke Heidingsfeld, ein technisch und gestalterisch höchst anspruchsvolles Bauwerk, durch einen Neubau ersetzt wird.

BRÜCKENBAU | 5 . 2015

1 Systematische Brückenertüchtigung Im Zuständigkeitsbereich der Autobahndirektion Nordbayern liegen mit der Bundesautobahnen BAB A 3, BAB A 7 und BAB A 9 international bedeutsame Hauptverkehrsachsen in Nord-Süd-Richtung sowie mit der BAB A 6 eine der wichtigsten Ost-West-Verbindungen. Der Verkehrsbedeutung entsprechend, stieg der durchschnittliche tägliche Verkehr (DTV) allein in den vergangenen 20 Jahren um bis zu 55 %, der Schwerverkehr (DTV-SV) in Teilabschnitten sogar um fast 100 % an. Sämtliche einschlägigen Prognosen gehen zudem von einem weiteren starken Anstieg im Güterverkehr aus. Mehr als die Hälfte der Autobahnbrücken in Nordbayern wurde vor 1985 gebaut und ist somit »nur« für die Brückenklasse 60 nach DIN 1072 bemessen. Die ältesten Bauwerke liegen im Zuge der BAB A 3 und A 9. Viele Teilbauwerke stammen aus den 1930er Jahren und wurden in den 1950er Jahren ertüchtigt sowie in den 1970er Jahren verbreitert. Die Bauwerke auf der BAB A 3 im Raum Würzburg sind über 40 Jahre alt. Diese in die Jahre gekommenen Brücken machen, bezogen auf die Bauwerksfläche, wiederum fast die Hälfte des von der Autobahndirektion Nordbayern verwalteten Brückenbestands aus. »In Folge der technischen Entwicklungen im Brückenbau, der nicht vorhersehbaren Zunahme des Verkehrs und der vielen Änderungen bei den Berechnungs- und Bemessungsvorschriften ist eine einfache und generelle Antwort auf die Frage, ob und in welchem Umfang der Brückenbestand auf eine Zukunftsfähigkeit ertüchtigt werden muss, nicht möglich. Insbesondere, da es sich vor allem bei den Großbrücken nicht um ›Systembauwerke‹, sondern um Einzelbauwerke mit individuellen Besonderheiten handelt.

Zur Aufstellung einer Dringlichkeitsreihung wurde durch die Bundesanstalt für das Straßenwesen eine bundesweite Erhebung der Bestands- und Zustandsdaten durchgeführt, die nach einem abgestimmten Kriterienkatalog ausgewertet wurde. Aufgrund dieser Untersuchung wurde jedem Bauwerk eine Prioritätszahl zugewiesen.« [1] Bis Ende 2015 werden bei der Autobahndirektion Nordbayern ca. 50 Bauwerke nachgerechnet, ertüchtigt oder durch Neubauten ersetzt worden sein bzw. sich in der Bauvorbereitung für Maßnahmen befinden. Basierend auf der Strategie des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) zur Brückenertüchtigung, hat die Autobahndirektion Nordbayern ein Konzept entwickelt mit dem Ziel, die Bauwerke im Zuge der Hauptachsen BAB A 3, A 7 und A 9 bis 2030 durchgängig für das Ziellastniveau LM1 zu ertüchtigen. Dabei wurden unter anderem die Dringlichkeit aufgrund des Bauwerks- und Fahrbahnzustands, die betrieblichen Erfordernisse, Einschränkungen aus laufenden Baumaßnahmen oder mögliche Synergieeffekte mit parallel laufenden Streckenerhaltungsbzw. Ausbaumaßnahmen berücksichtigt. Die Brückenertüchtigung der BAB A 3 in Nordbayern erfolgt im 173 km langen Abschnitt zwischen Aschaffenburg und dem Autobahnkreuz (AK) Fürth-Erlangen im Rahmen des sechsstreifigen Ausbaus. Der komplette Ausbau des 94 km langen Abschnitts zwischen der Landesgrenze zu Hessen und dem AK Biebelried wird bereits realisiert, ist in Teilen schon fertiggestellt oder steht unmittelbar bevor. Der sechsstreifige Ausbau läuft seit 1995 und soll bis 2019 abgeschlossen werden. Mit dem Autobahnausbau werden insgesamt zehn Großbrücken ertüchtigt, eine davon ist die derzeit in Errichtung befindliche Talbrücke Heidingsfeld.

Symposium

2 Bestandsbauwerk Die Talbrücke Heidingsfeld, eine neunfeldrige Stahlverbundkonstruktion mit einer Gesamtstützweite von 664,40 m (64,40 m, 6 x 80 m, 64 m, 56 m), wurde 1964 fertiggestellt. Aufgrund der hohen Schwerverkehrsbelastung und seinerzeit statisch nicht berücksichtigter Lastfälle, wie zum Beispiel Temperatureinwirkung, weist das Bauwerk erhebliche Schäden an tragenden Bauteilen auf. Betroffen sind vor allem die Haupt- und Querträgerstege sowie die Stegaussteifungen. Diese alters- und konstruktionsbedingten Defizite schlagen sich schließlich auch in der Zustandsnote von 3,0 nieder. Als Folge der vorhandenen Schäden wurde das Bauwerk statisch untersucht – mit dem Ergebnis, dass die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit nur für die Brückenklasse 60 möglich sind. Die Standsicherheit der Talbrücke ist aufgrund der Schäden an den Schweißstößen der Untergurtlamellen und der Anschlüsse der Vertikalsteifen an die Hauptträger jedoch nur noch für eine Restnutzungsdauer von wenigen Jahren gewährleistet. Bis zur Fertigstellung des Ersatzneubaus sind daher einschneidende verkehrliche Kompensationsmaßnahmen wie die Sperrung der Seitenstreifen, die Anordnung eines Überholverbots für Lkws sowie strenge Auflagen für Schwertransporte erforderlich. Darüber hinaus sind am Bauwerk jährliche Sonderprüfungen durchzuführen.

1 Querschnitt des Bestandsbauwerks © Autobahndirektion Nordbayern

3 Realisierungswettbewerb Aufgrund der exponierten Lage der Talbrücke Heidingsfeld, welche sowohl vom Zentrum Würzburgs als auch von den Stadtteilen Heidingsfeld und Heuchelhof aus gut sichtbar ist, kommt der Gestaltung des neuen Bauwerks eine besondere Bedeutung zu. Die Autobahndirektion Nordbayern hat deshalb auf Anregung der Stadt Würzburg einen Gestaltungswettbewerb für die Talbrücke ausgelobt. Die neue 630 m lange Brücke erhält getrennte Überbauten und verläuft mit einer Längsneigung von 4 % maximal 45 m über dem Tal. Sie führt über eine Straßenbahnlinie und eine Ortsstraße, die Staatsstraße 511 und die Bahnlinie Würzburg–Heilbronn. Zur Einhaltung der Lärmgrenzwerte werden zudem 6 m hohe Lärmschutzwände aufgesetzt. Dieser Wettbewerb für die Talbrücke Heidingsfeld wurde als Realisierungswettbewerb nach der Richtlinie für Planungswettbewerbe (RPW) 2008 innerhalb eines VOF-Verfahrens abgewickelt. Er startete mit der Veröffentlichung des Teilnahmewettbewerbs Anfang 2009 und wurde mit der Preisgerichtssitzung am 20. Januar 2010 beendet.

Das Preisgericht bestand aus neun Preisrichtern, unterteilt in fünf Fach- und vier Sachpreisrichter. Vertreten waren Mitarbeiter des damaligen Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, der Obersten Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium des Innern, der Stadt Würzburg, der Autobahndirektion Nordbayern, ein Bauingenieur als Lehrstuhlinhaber »Massivbau« und Vertreter der Bayerischen Ingenieurekammer-Bau, ein freier Architekt sowie mehrere Kommunalpolitiker. In einer Vorprüfung wurden zunächst alle eingereichten sieben Arbeiten auf statische und konstruktive Eignung hin untersucht und unter Berücksichtigung der zu erwartenden Baukosten bewertet. Die Vorprüfer trugen ihre Ergebnisse dann in der Preisgerichtssitzung vor. Nach eingehender Diskussion aller Entwürfe schied die Jury in einem ersten Durchgang zwei und in einem zweiten Durchgang nochmals zwei Arbeiten aus. Somit konnten nur drei Preise vergeben werden, wobei kein erster Preis, sondern zwei zweite Preise und ein dritter Preis verteilt wurden.

2 Visualisierung des Siegerentwurfs © Konstruktionsgruppe Bauen AG

5 . 2015 | BRÜCKENBAU

Symposium

3 Visualisierung des Ausführungsentwurfs © Autobahndirektion Nordbayern

4 Planung Der Siegerentwurf wurde im Hinblick auf die bautechnische Realisierbarkeit sowie in wirtschaftlicher Hinsicht mit dem Ziel einer robusten und dauerhaften Brückenkonstruktion weiter optimiert. Die wesentlichen Gestaltungselemente, wie zum Beispiel schlanke, abgerundete, nach oben aufgeweitete Pfeiler, der Übergang vom Tunnel zur Brücke mit den dem Tunnelportal folgenden transparenten Lärmschutzwänden sowie der schlanke Überbauquerschnitt wurden beibehalten.

BRÜCKENBAU | 5 . 2015

Zur Ausführung kommt eine Stahlverbundkonstruktion mit einem einzelligen, geschlossenen Stahlhohlkasten je Überbau. Die Überbauhöhe beträgt dabei konstant 4,60 m, die maximale Spannweite 120 m. Trotz der Schlankheit l/h von 26,10 kann der Einschub des Stahlüberbaus ohne Hilfsstützen erfolgen.

4 Übergang von der Brücke zum Tunnel © Autobahndirektion Nordbayern

Mit der Genehmigung des Bauwerksentwurfs im Oktober 2013 wurde die Entwurfsplanung abgeschlossen. Parallel zum haushaltsrechtlichen Genehmigungsverfahren wurde die Ausschreibung vorbereitet, so dass ohne zeitliche Verzögerung die Vergabe der Bauarbeiten im März 2014 erfolgen konnte.

Symposium

5 Brückenpfeiler im Bauzustand © Jonas Miller

5 Bauabwicklung Bereits im Juli 2014 konnte mit den Bauarbeiten begonnen werden. Der entsprechende Ablauf sieht zunächst den Neubau der Richtungsfahrbahn Frankfurt in Seitenlage zum Bestandsbauwerk bis Herbst 2016 vor. Die neue Brücke wird im Taktschiebeverfahren hergestellt. Dabei wird der Überbau in sieben Takte unterteilt, woraus sich Taktlängen zwischen 85 m und 100 m ergeben. Die Takte sind in einzelne Schüsse mit einer Länge von ca. 20–25 m segmentiert, die im Taktkeller zusammengebaut werden. Um die Größe der Transporteinheiten zu begrenzen, sind in Querrichtung je zwei Stöße im Ober- und Untergurt sowie je ein Stoß in den Stegen erforderlich. Der Überbau wird mit Überhöhungen bis zu 40 cm eingeschoben. Dadurch entstehen am Pfeiler 20 in einzelnen Einschubzuständen abhebende Lagerkräfte, denen mit einer flexiblen Seitenführung begegnet wird.

Der Brückenneubau kann in vier Bauphasen gegliedert werden: In der ersten wird der Überbau Nord, also die Richtungsfahrbahn Frankfurt, realisiert, während der Verkehr über die vorhandene Trasse und Brücke verläuft. In der zweiten Bauphase wird der Verkehr über den neuerstellten Überbau Nord geleitet und

die alte Brücke abgebrochen. In der dritten Bauphase erfolgt die Ausführung des Überbaus Süd, Richtungsfahrbahn Nürnberg, und in der letzten Phase die Umstellung auf die planmäßige Verkehrsführung sowie der Rückbau und die Wiederherstellung der Baufelder und Baustraßen.

6 Ausbildung des Stahlhohlkastens © Jonas Miller

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Um ihn staubarm realisieren zu können, werden die Pfeiler bis zu maximal 35 m Höhe mit Zangenwerkzeugen stückweise zurückgebaut. In größeren Höhen lässt sich diese Technik nicht einsetzen, weshalb dort gesprengt werden muss. Die Widerlager werden vollständig entfernt, während die Pfeiler, soweit sie den Neubau nicht behindern, nur bis 1 m unter Geländeoberkante abgebrochen und beseitigt werden. Parallel zum Abbruch wird ab Mitte 2017 mit den Gründungen und den Unterbauten der Richtungsfahrbahn Nürnberg begonnen. Die Fertigstellung des Gesamtbauwerks ist bei einer Auftragssumme von 70,60 Mio. € für Ende 2019 vorgesehen.

7 Vorbauschnabel für den Einschub © Jonas Miller

Die Herstellung des Überbaus erfolgt durch Einschub des Stahlhohlkastens ohne Hilfsstützen vom Widerlager Frankfurt aus. Aufgrund der gewählten Querschnittsform als geschlossener Stahlhohlkasten ist bereits im Bauzustand ein stabiler und unempfindlicher Querschnitt vorhanden, mit dem die gewählten Stützweiten bei Einschub und Realisierung der Fahrbahnplatte möglich sind. Der ca. 40 m lange Vorbauschnabel muss segmentweise aufgebaut sein und wird im letzten Verschub abschnittsweise hinter dem Widerlager Nürnberg zerlegt, so dass keine Überschneidung zum Tunnelbaufeld entsteht. Nach dem Abstapeln der Stahlkonstruktion und dem Einbau der Lager schließt sich die Verlegung der Fertigteile auf den Kragarmkonsolen mittels eines auf dem Überbau verfahrbaren Krans an. Der Kran und der Transport der Fertigteile erfolgen über ein Schienensystem, das auf den Querträgern des Stahlhohlkastens auflagert. Im Nachgang wird die Bewehrung der Ortbetonplatte bzw. der Ortbetonergänzung ausgeführt und das Schienensystem zurückgebaut. Für das Betonieren der Fahrbahnplatte wurde das im Pilgerschrittverfahren ohne Schalwagen gewählt. Abschließend werden die Kappen, die Lärmschutzwand, der Fahrbahnbelag und sonstige Ausbauten auf dem Überbau sowie die Verbindung zum Tunnel erstellt.

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Nach Errichtung des ersten Teilbauwerks erfolgt die Verkehrsumlegung auf den Neubau, und das Bestandsbauwerk wird bis Ende 2017 abgebrochen. Der Abbruch, welcher gemäß Planfeststellungsbeschluss weitgehend staubfrei durchgeführt werden muss, lässt sich nach den Vorarbeiten in neun Phasen gliedern: In der ersten Phase wird das Bahnfeld (Feld 3) mittels bodengestützter Kräne sukzessive zurückgebaut. Hierfür wird die Fahrbahnplatte segmentweise herausgeschnitten und über die bestehende Brücke abtransportiert. In der zweiten Phase wird der Überbau in Feld 2 nach einem Trennschnitt vor den Pfeilern mittels Litzenheber auf vorbereitete Auflagerpunkte abgelassen, am Boden zerteilt und abtransportiert. Anschließend wird in Phase 3 das durch Hilfspfeiler unterstützte Randfeld (Feld 1) in drei Abschnitten mittels Mobilkran zurückgebaut. Im Zuge der Abbruchphasen 4–7 wird die Fahrbahnplatte der Felder 4–7, beginnend mit dem siebten Feld, nach je einem Trennschnitt vor den Pfeilern mittels Litzenheber abgelassen. In der achten Phase werden die letzten beiden insgesamt 120 m langen Felder zum Widerlager Nürnberg hin herausgezogen, dort zerlegt und abtransportiert. Um das Herausziehen des Überbaus zu ermöglichen, sind jeweils in Feldmitte Hilfsunterstützungen sowie T-förmige Stahlkufen an den Untergurten der Stahlhauptträger erforderlich. Eine zusätzliche Verstärkung des Überbaus ist jedoch nicht notwendig. In der abschließenden Abbruchphase 9 erfolgt der Abbruch aller Unterbauten.

Autor: Ltd. Baudirektor Dipl.- Ing. (Univ.) Bernd Endres Autobahndirektion Nordbayern, Nürnberg

Literatur [1] Naumann, J.: Eine neue Strategie für die Ertüchtigung alter Straßenbrücken; in: Der Prüfingenieur, Heft 36, April 2010, S. 55–66.

Bauherr Bundesrepublik Deutschland Auftragsverwaltung Autobahndirektion Nordbayern, Nürnberg Realisierungswettbewerb Konstruktionsgruppe Bauen AG, Kempten ISP Scholz Beratende Ingenieure AG, München Karl + Probst Architekten, München Entwurfsplanung Konstruktionsgruppe Bauen AG, Kempten ISP Scholz Beratende Ingenieure AG, München Ausführungsplanung Leonhardt, Andrä und Partner, Beratende Ingenieure VBI AG, Stuttgart (Überbau) S.A.N. Stöffler Ashry Neujahr, Beratende Ingenieure GmbH, Darmstadt (Baubehelfe) Krebs + Kiefer Ingenieure GmbH, Darmstadt (Unterbauten) Prüfingenieure Prof. Dr.-Ing. Robert Hertle, Gräfelfing (Überbau) Dipl.-Ing. Volkhard Angelmaier, Stuttgart (Unterbauten) Bauleitung Autobahndirektion Nordbayern, Dienststelle Würzburg Ingenieurbüro Team Plan GbR, Höchberg Bauausführung Ed. Züblin AG, Stuttgart Donges SteelTec GmbH, Darmstadt

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BPR

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S y m posiu m Entwurfs- und Ausführungsplanung einer Verbundbrücke

Talbrücke Heidingsfeld als Beispiel von Rolf Jung, Tobias Mansperger

Im Zuge des Ausbaus der Bundesautobahn BAB A 3 südlich von Würzburg wird auch die Neuerrichtung der Talbrücke Heidingsfeld notwendig. Es kommen hier zwei getrennte Überbauten zur Ausführung, die als parallelgurtige Hohlkästen in Stahlverbundbauweise geplant sind. Die Spannweiten der Brücke betragen 53,00 m, 80,00, 92,00, 100,00 m, 108,00 m, 120,00 m, 82,00 m, wobei diese einzelligen Hohlkästen eine Höhe von 4,60 m aufweisen, so dass sich eine maximale Schlankeit von 26 ergibt. Die Herstellung der Stahlüberbauten erfolgt im Taktschiebeverfahren, unterstützt durch einen 40 m langen Vorbauschnabel, und beginnt am östlichen Widerlager. Ihr schließen sich dann das Aufbringen von teilweise vorgefertigten Plattenelementen in den auskragenden Bereichen sowie das Betonieren der Fahrbahnplatte mit Hilfe von Schalung an.

1 Längsschnitt der Talbrücke Heidingsfeld © Leonhardt, Andrä und Partner AG

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1 Überblick 1.1 Entwurfsparameter Im Zuge des sechsstreifigen Ausbaues der BAB A 3 von Frankfurt am Main nach Nürnberg wird im Bauabschnitt von der Anschlussstelle (AS) Würzburg-Heidingsfeld bis westlich der Mainbrücke Randersacker zur Überquerung des Tals bei Würzburg-Heidingsfeld von Bau-km 287+702,000 bis Bau-km 288+337,000 der Ersatzneubau der Talbrücke Heidingsfeld erforderlich. Die Brücke überquert zwischen dem Nonnenberg im Westen und dem Katzenberg im Osten das Tal des Heuchelbaches mit der Bahnstrecke Würzburg–Neckarelz, der Stuttgarter Straße, der vierstreifigen Heuchelhofstraße mit der Straßenbahnline 5 und einigen Wirtschaftswegen. In östlicher Richtung schließt die Brücke unmittelbar an den gegenwärtig im Bau befindlichen Katzenbergtunnel hinter dem Widerlager Nürnberg an. Im Bauwerksbereich ist die Autobahn in einem Radius von R = 1.750,00 m trassiert. Die Gradienten der Autobahn wurden getrennt voneinander für die jeweilige Richtungsfahrbahn erstellt: Im Bauwerksbereich liegt die linke Gradiente in einer Wannenausrundung mit einem Radius HW = 19.250 m. Für die rechte Gradiente wurde bis Bau-km 288+239,196 eine Wannenausrundung von HW = 19.250 m gewählt, an die sich bis Bau-km 288+241,876 ein 2,68 m langes Teilstück mit 1,83 % linearem Gefälle anschließt, danach geht die Gradiente bis Bauwerksende in eine Kuppe mit einem Radius HK = 15.750 m über. Die Querneigung der getrennten Überbauten ist sägezahnförmig und beträgt konstant 3,50 %.

Für die Autobahn ist der Regelquerschnitt RQ 35,5 vorgesehen. Die Fahrtrichtung Frankfurt erhält über die gesamte Strecke einen Zusatzfahrstreifen (Kriechspur). In Fahrtrichtung Nürnberg wird ein 3,75 m breiter Standstreifen angeordnet, der aus Gründen der Stetigkeit zwischen den beiden AS Würzburg-Randersacker und Würzburg-Heidingsfeld durchgezogen wird. Mit einer Mittelkappenbreite von 3,50 m und den Außenkappenabmessungen von 2,26 m ergibt sich eine Gesamtbreite zwischen den Brüstungen von 41,50 m. Für die voneinander getrennten Überbauten resultiert daraus für den Überbau Nord (Fahrtrichtung Frankfurt) eine Breite von 21,75 m, für den Überbau Süd (Fahrtrichtung Nürnberg) eine Breite von 19,75 m. Die kleinste lichte Höhe zwischen Unterkante Überbau und einem Betriebsweg hat ein Maß von ca. 6,00 m, die maximale Höhendifferenz zwischen Gradiente und Talgrund beträgt ca. 47 m.

S y m posiu m

2 Fertiggestellte Stütze in Achse 20 © Leonhardt, Andrä und Partner AG

1.2 Bemessungsvorschriften Für die Bemessung des Brückenbauwerks gilt die Normenfamilie der DIN-Fachberichte mit Stand März 2009. Hiervon ausgenommen ist das Lastmodell 1, das, analog DIN EN 1991-2 in Verbindung mit DIN EN 1991-2/NA, dem Nationalen Anhang für die Bundesrepublik Deutschland entnommen wird. Dieses Lastmodell wird zur Unterscheidung vom DIN-Fachbericht gerne als »LMM« bezeichnet und ist mit einer Summe der Einzellasten von 1.200 kN und Flächenlasten von 12 kN/m², 6 kN/m² bzw. 3 kN/m² in den rechnerischen Fahrstreifen erheblich schwerer als das Verkehrslastmodell des DIN-Fachberichtes. Der Teilsicherheitsbeiwert ϒQ wird dementsprechend mit 1,35 ebenfalls dem Eurocode entnommen. Die Bemessung für Militärlasten nach Standardization Agreement (STANAG) 2021 erfolgt im Einbahnverkehr für Military Load Class (MLC) 100 und im Zweibahnverkehr für MLC 50/50.

2 Gründung und Unterbauten 2.1 Gründungen Das gesamte Brückenbauwerk wird mit Großbohrpfählen d = 1,20 m tief gegründet. Die äußeren Pfahlreihen der Pfeilerund die vordere Pfahlreihe der Widerlagergründungen werden mit einer Neigung von 10:1 ausgeführt. Die Ausnahme bildet die Pfahlkopfplatte Achse 40 unmittelbar neben der Bahnlinie, bei der nur senkrechte Pfähle zum Einsatz kommen. 2.2 Stützen Die massiven Stahlbetonpfeiler sind in 2,50 m dicke, tiefgegründete Pfahlkopfplatten eingespannt. Für die Pfeiler wurde eine ovale Grundform gewählt, was bedeutet, dass sich ihre Querschnittsabmessungen mit zunehmender Höhe von 4,20 m x 1,60 m in Achse 20 bis auf 5,80 m x 2,40 m in Achse 60 vergrößern. Nach dem Verschub des Überbaus werden die Pfeiler im Kopfbereich monolithisch mit dem Überbau verbunden. Der 2,50 m hohe Pfeilerkopf ist als Pyramidenstumpf mit ovaler Grundfläche ausgebildet und verschneidet sich mit der

Bodenplatte und den Seitenwänden des Überbaus. In Brückenlängsrichtung beträgt der Anzug für die Pfeilerkopfaufweitung 3,70:1, in Querrichtung variiert die Neigung zwischen ca. 1,40:1 in Achse 20 und ca. 2:1 in Achse 70. Für die nachträgliche Herstellung der Pfeilerköpfe sind zum Einbringen des Betons und zur Kontrolle des Betoniervorgangs Öffnungen in der Fahrbahn- und Bodenplatte vorgesehen. 2.3 Widerlager Der kontinuierliche Übergang zwischen Straßendamm und Brückenüberbau wird durch die Anordnung von begehbaren Kastenwiderlagern gewährleistet, die tiefgegründet sind und aus Stahlbeton der Festigkeitsklasse C35/45 hergestellt werden. Das gesamte Widerlager wird durch eine in Brückenachse angeordnete Raumfuge getrennt, da das neue Bauwerk, bedingt durch den Abbruch des bestehenden, in zwei getrennten Bauabschnitten errichtet werden muss.

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3 Regelquerschnitt © Leonhardt, Andrä und Partner AG

3 Überbau 3.1 Konstruktion Die zwei voneinander getrennten Überbauten werden als parallelgurtige, einzellige Stahlverbund-Hohlkastenquerschnitte ausgeführt. Die Stützweiten der Brücke betragen in der Autobahnachse 53,00 m, 80,00 m, 92,00 m, 100,00 m, 108,00 m, 120,00 m, 82,00 m, somit ergibt sich ein siebenfeldriges Bauwerk mit der Gesamtlänge von L = 635 m. Die Konstruktionshöhe beträgt konstant 4,60 m, woraus sich die maximale Schlankheit von 120 / 4,60 = 26 ergibt. Die beiden Überbauten bestehen je aus einem einzelligen Stahlhohlkasten mit einer im Verbund liegenden Betonfahrbahnplatte. Der begehbare Stahlhohlkasten wird auch auf der Oberseite mit einem ausgesteiften Stahlblech geschlossen und erhält zur Aufnahme der Belastungen aus den über 6 m (bzw. 5 m am Überbau Süd) langen Kragarmen ausgerundete Stahlkonsolen. In den Stützbereichen sind Lamellen an den Gurten neben den Stegen erforderlich. Die Queraussteifung des Hohlkastens erfolgt ca. alle 4 m als fachwerkartiger Verband mit Hohlprofildiagonalen. Die Kragarme werden

4 Lagerschema © Leonhardt, Andrä und Partner AG

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aus statischen und gestalterischen Gründen als geschlossener Kasten ausgebildet, was gegenüber einem offenen Querschnitt Vorteile bezüglich Dauerhaftigkeit aufgrund geringerer Verschmutzung und reduzierten Korrosionsschutzaufwands hat. In den Pfeilerachsen werden Doppelquerrahmen mit Durchstiegsöffnungen zum Pfeilerkopf angeordnet. Zur Abtragung der Belastung aus den hohen Lärmschutzwänden binden die Stahlkonsolen in das Gesims ein und übernehmen durch Verbundwirkung unmittelbar einen Teil der Beanspruchung aus dem Pfostenfuß. Auf den Kragarmkonsolen werden BetonHalbfertigteile verlegt, welche den Querträgerabstand von ca. 4,00 m überspannen und sowohl als verlorene Schalung für die Herstellung der Fahrbahnplatte als auch der Tragfähigkeit im Endzustand dienen. Der Verbund zwischen Stahlhohlkasten und Betonfahrbahnplatte wird über Kopfbolzendübel hergestellt, wobei durch die Dicke der Fahrbahnplatte von mindestens 30 cm eine ausreichende Robustheit gewährleistet wird.

3.2 Lagerschema Das Lagerschema sieht in jeder Achse zwei stählerne Kalottenlager vor, wobei jeweils die inneren Lager querfest sind. Die Lagerspreizung an den Pfeilern beträgt 5,40 m und an den Widerlagern 10,00 m. Die Längsfesthaltung erfolgt über eine Gruppe von Festpfeilern in den Achsen 40, 50 und 60, an denen jeweils beide Lager der Pfeiler in Längsrichtung gehalten sind.

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3.3 Herstellung Die Gesamtbaumaßnahme mit Herstellung der neuen und Rückbau der vorhandenen Brücke kann in vier Bauphasen gegliedert werden: In der ersten Bauphase wird der Überbau Nord, die Richtungsfahrbahn Frankfurt, hergestellt, während der Verkehr über die vorhandene Trasse und Brücke läuft. In der zweiten Bauphase wird der Verkehr über den realisierten Überbau Nord geführt und die alte Brücke abgebrochen. In der dritten Bauphase erfolgt die Herstellung des Überbaus Süd, Richtungsfahrbahn Nürnberg, und in der letzten Phase der Wechsel auf die planmäßige Verkehrsführung sowie der Rückbau samt Wiederherstellung der Baufelder und Baustraßen. Die beiden Überbauten werden jeweils durch einen Einschub des Stahlhohlkastens ohne Hilfsstützen vom Widerlager Frankfurt aus realisiert. Aufgrund der gewählten Querschnittsform als geschlossener Stahlhohlkasten ist bereits im Bauzustand ein stabiler und unempfindlicher Querschnitt vorhanden, so dass Einschub und Herstellung der Fahrbahnplatte bei den konzipierten Stützweiten möglich sind. Für den Einschub wird der Überbau in sechs Takte aufgeteilt, woraus sich Taktlängen zwischen 65 m und 120 m ergeben. Die Takte sind wiederum in einzelne Schlüsse mit einer Länge von maximal 32 m gegliedert, die im Taktkeller zusammengebaut werden. In Querrichtung sind je zwei Stöße im Ober- und Untergurt erforderlich, um die Größe der Transporteinheiten zu begrenzen. Die Kragarme werden ebenfalls im Werk vorgefertigt und im Taktkeller an den Hohlkasten angeschlossen.

5 Verschubwippe im Taktkeller © Leonhardt, Andrä und Partner AG

Der Überbau wird mit den feldweisen Überhöhungen bis zu 40 cm eingeschoben. Dadurch entstehen in einzelnen Einschubzuständen abhebende Lagerkräfte, die bei der Berechnung entsprechend berücksichtigt werden müssen. In den Haltepositionen zwischen den einzelnen Verschüben wird sichergestellt, dass alle Lager aktiv sind und in jeder Achse Horizontalkräfte abgetragen werden. Im Entwurf war es vorgesehen, dass der ca. 40 m lange Vorbauschnabel segmentweise aufgebaut ist und im letzten Verschub abschnittsweise hinter dem Widerlager Nürnberg zerlegt wird, so dass keine Überschneidung zum Tunnelbaufeld entsteht. Im Zuge der Ausführungsplanung wurde nun entschieden, den Vorbauschnabel vor dem Überfahren von Achse 80 zurückzubauen. Für die Demontage und die Unterstützung des Überbaus beim Einschub der letzten Meter ist ein 1.500-t-Kran hinter dem Widerlager Achse 80 erforderlich. Die Schnabelspitze ist um 2,80 m überhöht angestellt, um den planmäßigen Einsatz einer Hubvorrichtung so gering wie möglich zu halten. Diese ist an der Schnabelspitze dennoch angebracht, um die Verformungen des Kragarms beim Auflaufen auf die Pfeiler insbesondere an den Achsen 60 und 70 auszugleichen.

Nach dem Abstapeln der Stahlkonstruktion und dem Einbau der Lager erfolgt die Verlegung der Fertigteile auf den Kragarmkonsolen von einem bereits während des Einschubvorganges auf dem Überbau errichteten Fahrweg aus vorgefertigten Holzsegmenten. Im Bereich über den Gleisen der Deutschen Bahn werden die Fertigteile auf einer Breite von ca. 48 m mit eingeschoben, da hier keine frei schwebenden Lasten während des Eisenbahnbetriebs zulässig sind. Die Herstellung der Überbaus wird somit ohne Beeinträchtigung bzw. Sperrpause der Bahnstrecke durchgeführt. Im Nachgang wird die Bewehrung der Ortbetonplatte bzw. der Ortbetonergänzung eingebracht und die Holzfahrbahn zurückgebaut. Das Betonieren der Fahrbahnplatte erfolgt im Pilgerschrittverfahren ohne Schalwagen zunächst für die Feldbereiche und nach deren Erhärtung für die Stützbereiche in Abschnittslängen etwa der halben Stützweite mit Hilfe von Betonleitungen und Pumpen vom Widerlager Frankfurt aus. Abschließend werden die Kappen, die Lärmschutzwand, der Fahrbahnbelag und sonstige Ausbauten sowie die Verbindung zum Tunnel realisiert.

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6 Statisches System der Längsrichtung © Leonhardt, Andrä und Partner AG

4 Statische Berechnung des Endzustandes 4.1 Längsrichtung Die Berechnung des Endzustandes erfolgt an einem räumlichen Stabwerksmodell. Darin wird der geschlossene und über sehr starre K-Verbände im Abstand von 4 m ausgesteifte Hohlkasten mit einem Einstabmodell abgebildet. Das Einstabmodell ist in Längsrichtung fein untergliedert, um die Materialabstufung wirklichkeitsgetreu zu erfassen. Die Pfeiler sind in dem Modell ebenfalls berücksichtigt und entsprechend den Gründungssteifigkeiten elastisch eingespannt. Die Verbindung zwischen Überbau und Unterbauten wird mit Federelementen gemäß dem Lagerschema und dem Lagerspalt abgebildet. In dem Berechnungsablauf wird zunächst die Bauhistorie des Verbundüberbaus hinsichtlich der Beanspruchungen am reinen Stahl- sowie am Verbundquerschnitt einschließlich der zeitabhängigen Beanspruchungen nachvollzogen. Danach erfolgen die Ermittlung der veränderlichen Beanspruchungen und die Überlagerung der Grenzzustände der Tragfähigkeit, der Gebrauchstauglichkeit und der ermüdungswirksamen Spannungsschwingspiele. Abschließend wird die Nachweisführung entsprechend den DIN-Fachberichten vorgenommen.

7 Statisches System der Querrichtung © Leonhardt, Andrä und Partner AG

4.2 Querrichtung Die Berechnung der Normalquerrahmen einschließlich der Konsolen erfolgt ebenfalls an einem räumlichen Stabwerksmodell unter Berücksichtigung der Bauhistorie. Für die Berechnung einiger Details, wie zum Beispiel des Übergangs des geschlossenen Kastenquerschnittes der Konsole zum offenen Querschnitt des Querrahmens, sind Finite-ElementModelle erforderlich. Die Stützquerrahmen sind mit ihren zahlreichen Lager- und Pressensteifen sehr komplexe Bauteile, deren Tragwirkung von räumlichen Schalenmodellen abgebildet und für die Nachweisführung herangezogen wird.

8 Finite-Element-Modell eines Stützquerträgers © Leonhardt, Andrä und Partner AG

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4.3 Fahrbahnplatte Die Berechnung der Fahrbahnplatte erfolgt ebenfalls entsprechend ihrer Bauhistorie einschließlich des unterschiedlichen Kriech- und Schwindverhaltens von Halbfertigteil und Ortbeton an einem Finite-Element-Modell über mehrere Felder. 5 Statische Berechnung der Bauzustände Die Berechnung des Einschubes erfolgt in 121 Einzelpositionen, jeweils im Grenzzustand der Tragfähigkeit und unter charakteristischen Beanspruchungen aller möglichen Einwirkungskombinationen aus ständigen Lasten, Montagelasten, Wind- und Temperaturlasten sowie Beanspruchungen aus Herstellungstoleranzen. Daraus entstehen 2.904 Einzelzustände, die rechnerisch erfasst werden. Die Überhöhung einschließlich der parabelförmigen Anstellung des Vorbauschnabels mit einer Überhöhung von 2,80 m an seiner Spitze wird ebenfalls in das Modell eingepflegt. Dies ist erforderlich, da während des Verschubes es insbesondere im Taktkeller, aber auch am Widerlager Achse 10 sowie an den Pfeilern zu einem Abheben des Überbaus von den Verschublagern kommt bzw. aufgrund der steilen Anstellung des Vorbauschnabels dieser

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Innovation aus Tradition Kreative und innovative Entwürfe wettbewerbsfähige Sondervorschläge Ausführungsplanungen auf dem neuesten Stand der Technik

Jahrzehntelange Erfahrung auf allen Gebieten des Ingenieurbaus

9 Verschubphasen © Leonhardt, Andrä und Partner AG

Beratende Ingenieure VBI AG die Pfeilerachsen zwar in Längsrichtung erreicht, jedoch noch keinen kraftschlüssigen Kontakt zum Verschublager hat. Über nichtlineare Federelemente, welche die Verschublager abbilden, wird das zum jeweiligen Zeitpunkt tatsächlich wirkende Lagerungssystem vom Programm ermittelt und berücksichtigt. Die Nachweisführung der Normalquerrahmen im Bauzustand wird geprägt von der temporären Einleitung der Auflagerkräfte während des Verschubes. Insbesondere die Einleitung der beim Einschub auftretenden Torsionsmomente stellt für die K-Verbände hier eine erhebliche Beanspruchung dar.

Bauherr Bundesrepublik Deutschland

Autoren: Dipl.-Ing. Rolf Jung Dipl.-Ing. Tobias Mansperger Leonhardt, Andrä und Partner Beratende Ingenieure VBI AG, Dresden

Bauausführung Ed. Züblin AG, Bereich Brückenbau Süd-Ost, Dresden Donges SteelTec GmbH, Darmstadt

www.lap-consult.com

Auftragsverwaltung Autobahndirektion Nordbayern, Nürnberg Entwurf ISP Scholz Beratende Ingenieure AG, München Konstruktionsgruppe Bauen AG, Kempten Leonhardt, Andrä und Partner, Beratende Ingenieure VBI AG, Nürnberg (Subunternehmer Verbundüberbau) Ausführungsplanung Leonhardt, Andrä und Partner, Beratende Ingenieure VBI AG, Dresden (Überbau) Krebs und Kiefer Ingenieure GmbH, Darmstadt (Unterbauten)

Elbauenbrücke Schönebeck

Prüfingenieure Prof. Dr.-Ing. Robert Hertle, Gräfelfing (Überbau) Dipl.-Ing. Volkhard Angelmaier, Stuttgart (Unterbauten)

Talbrücke Heidingsfeld

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S y m posiu m

Überblick, Beispiele und Schlussfolgerung

Beulnachweise im Stahlbrückenbau von Martin Mensinger, Joseph Ndogmo

Im Beitrag wird ein Überblick über Beulnachweise nach EN 1993-1-5 [2] im Stahl- und Verbundbrückenbau gegeben. Dabei wird sich auf die in Deutschland gebräuchliche Methode der reduzierten Spannungen beschränkt, die bereits im Jahr 2003 im DIN-Fachbericht 103 [1] normativ in Deutschland eingeführt wurde. Aufgrund aktueller wissenschaftlicher Arbeiten zur Thematik von unausgesteiften Platten unter biaxialer Beanspruchung [11] war eine Anpassung des Nachweisformats nötig. Im Beitrag wird anhand eines Beispiels diskutiert, inwieweit eine Übertragung des in [11] vorgeschlagenen Ansatzes auch auf den Fall der ausgesteiften Platten sinnvoll ist. 1 Beulnachweis nach DIN-Fach bericht 103 und EN 1993-1-5 1.1 Einleitung Der DIN-Fachbericht 103 in der Ausgabe 2009 [1] bietet zwei Verfahren zum Plattenbeulnachweis an: die Methode der wirksamen Breiten und die Methode der reduzierten Spannungen. Hintergrund ist die Entwicklung der Eurocodes, die verschiedene europäische Bemessungskulturen zusammenführte. In den meisten europäischen Ländern wird, teils ausschließlich, die Methode der wirksamen Breiten angewendet. Diese beschreibt das Verhalten der Beulfelder im Traglastzustand realitätsnah und berücksichtigt sowohl überkritisches Tragverhalten als auch Beanspruchungsumlagerungen innerhalb eines Querschnitts. Gegenüber der Methode der reduzierten Spannungen führt das Konzept der wirksamen Breiten zu wirtschaftlicheren Ergebnissen, kann aber auch zur Folge haben, dass durch wiederholtes Ausbilden kleiner Beulen, sogenanntes Stegblechatmen, Ermüdungsschäden auftreten.

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In Deutschland gibt es gegen die Methode der wirksamen Breiten vor allem Vorbehalte wegen des höheren Rechenaufwandes – die Querschnittswerte sind lastfallabhängig, was insbesondere im Verbundbrückenbau einen höheren Rechenaufwand verursacht –, der aufgrund der höheren Wirtschaftlichkeit geringeren Robustheit und der geringeren Flexibilität in der Anwendung, da zum Beispiel nicht rechteckige Beulfelder nicht von der Methode abgedeckt werden. Die Methode der reduzierten Spannungen, die in Deutschland angewendet wird, nutzt überkritische Tragreserven in einem geringeren Maße und erlaubt vor allen Dingen keine Umlagerungen von Beanspruchungen im Querschnitt. Sie beruht auf einem Vorschlag von Scheer und Nölke [12], der eine Abkehr vom Konzept der DIN 18800-3 [4] darstellte, die dort vorhandene Regelung zum knickstabähnlichen Verhalten [15] aber ungeprüft übernahm. Im Folgenden wird auf die Methode der reduzierten Spannungen näher eingegangen.

Diese entspricht in ihrer Form dem Vergleichsspannungsnachweis, mit dem Unterschied, dass zur Vermeidung des Beulens die Fließspannung in Abhängigkeit der Spannungskomponente jeweils durch einen Reduktionsfaktor ρcx, ρcz und χw abgemindert wird. Bei nicht beulgefährdeten Querschnitten geht der Nachweis automatisch in den Vergleichsspannungsnachweis über. Im Unterschied zum Vorgehen nach DIN 18800-3 [4] werden die Reduktionsfaktoren mit Hilfe einer »globalen« Schlankheit, die alle Spannungskomponenten gleichzeitig berücksichtigt, bestimmt:

Ein solches Vorgehen ist mechanisch sinnvoll, da die kritische Beulspannung vom gesamten Spannungszustand abhängt, und zudem zeitgemäß, da eine Bestimmung von αcr entweder mit einer Näherung (Gleichung 10.6 in [1] und [2]) oder mit (spezialisierten) Finite-Elemente-(FE-)Programmen heute sehr einfach und zuverlässig möglich ist.

1.2 Methode der reduzierten Spannungen Im Kapitel III-10 von [1] und Abschnitt 10 von [2] ist das Verfahren der reduzierten Spannungen sowohl für die Einzelbeanspruchung als auch für die Kombination von einzelnen Beanspruchungen (Längs-, Querdruck und Schub) geregelt. Bei diesem Verfahren werden die überkritischen Tragreserven des Querschnittes nicht voll aktiviert und Beanspruchungsumlagerungen bleiben unberücksichtigt. Das Verfahren ist damit im Hochbau nicht wirtschaftlich, führt aber zu robusten Ergebnissen und ist auch bei komplexen Geometrien anwendbar. Kern des Beulnachweises nach der Methode der reduzierten Spannungen ist Gleichung 10.1 aus [1]:

(1)

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1 Beulfeld und Spannungen © Aus [4]

Die Bedingung aus Gleichung (1) ist für sämtliche Einzel- und Teilfelder aller Gesamtfelder und alle Gesamtfelder (Bild 1) in Brückenlängsrichtung einzuhalten. Auffallend ist, dass in [12] im Fall des knickstabähnlichen Verhaltens die Interpolationsbeziehungen zwischen Knicken und Plattenbeulen einfach aus [4] und [15] übernommen wurde, ohne zu hinterfragen, ob dies denn bei mehraxialen Spannungszuständen zulässig ist oder nicht. 1.3 Knickstabähnliches Verhalten nach DIN-Fachbericht 103 und EN 1993-1-5 Bei länglichen Beulfeldern mit Querdruck können sich keine stabilisierenden Zugspannungen senkrecht zur Belastungsrichtung ausbilden, und das Beulen geht ins Knicken über. Da die den Beulnachweisen zugrundeliegenden Beulkurven wesentlich günstiger als die Knickkurven sind, kann daraus ein Sicherheitsproblem resultieren. Aus diesem Grund ist es notwendig, bei bestimmten Geometrieverhältnissen zwischen dem Beulnachweis und dem ungünstigeren reinen Knicknachweis zu interpolieren. Die Interpolation erfolgt mit der Formel in Bild 3, die auf den Arbeiten von Fischer und Harre [15] beruht. Sie findet sich in unveränderter Form in DIN 18800-3 [4], im DIN-Fachbericht 103 [1] und in EN 1993-1-5 [2]. Aus [15] kann entnommen werden, dass die damaligen Untersuchungen sich ausschließlich mit einachsig gedrückten Rechteckplatten beschäftigten, das heißt, eine Übertragbarkeit auf Platten mit mehraxialen Spannungszuständen ist strenggenommen nicht abgedeckt.

In der Normung wird daher heute davon ausgegangen, dass σcr,p zur Bestimmung von ξ nur unter Berücksichtigung der Spannungen »in Richtung des knickstab-

ähnlichen Verhaltens« bestimmt wird und dabei die anderen Spannungskomponenten nicht zu berücksichtigen sind. Weder im DIN-Fachbericht 103 [1] noch in EN 1993-1-5 [2] finden sich jedoch dazu klare Hinweise, so dass eine Fehlanwendung möglich ist und zu unwirtschaftlichen Ergebnissen führen kann. Im später diskutierten Vorschlag von Braun und Kuhlmann [10] ist der Einfluss der biaxialen Beanspruchung auf das knickstabähnliche Verhalten bereits korrekt enthalten. Auch hier wird weiter die Interpolationsformel unter ausschließlicher Berücksichtigung der Beanspruchung »in Richtung des knickstabähnlichen Verhaltens« angewendet, der ungünstige Einfluss von Querdruck wird durch die Modifikation der Bemessungsformel bei unversteiften Platten erfasst. Im Fall längsversteifter Platten ist der Einfluss der Querdruckspannung von kleinerer Bedeutung.

2 Knickspannungslinie und Beulkurve © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

3 Interpolation zwischen Knicken und Beulen © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

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3 Notwendigkeit der Modifikation des Nachweises bei biaxialem Druck Grundlage des Nachweises ist der in [12] gemachte Vorschlag von Scheer und Nölke, siehe Gleichung (1). Ausgehend vom einzigen bezogenen Vergleichsschlankheitsgrad λP (= (fy,k/ σVPi)0,5) werden die Abminderungsfaktoren ρcx, ρcz und χw ermittelt (in der Originalquelle mit κx*, κy* und κτ* bezeichnet). Bei einem Vergleich mit DIN 18800-3 [4] fällt auf, dass aus diesem Nachweis für biaxialen Druck fälschlicherweise zu günstige Ergebnisse resultieren, da durch den mittleren Term von Gleichung (1) bei Spannungen gleichen Vorzeichens der Ausnutzungsgrad reduziert wird. Dieser Term der Gleichung stammt ursprünglich aus dem Vergleichspannungsnachweis, der auf der Hypothese beruht, dass Fließen erreicht wird, wenn die Gestaltänderungsenergie bei mehrachsiger Beanspruchung jener Gestaltänderungsenergie bei Fließen unter einachsiger Beanspruchung entspricht. Das heißt, der hydrostatische Spannungszustand leistet keinen Beitrag zum Fließen. Spannungen in x- und zRichtung »mit gleichen Vorzeichen« wirken sich daher günstig auf den Spannungsnachweis aus. Im Fall des Stabilitätsproblems des Plattenbeulens ist dies jedoch nicht so. Insbesondere erzeugen Querdruckspannungen zusätzliche Abtriebskräfte und beeinflussen in Abhängigkeit der Verschieblichkeit der Ränder des Beulfeldes auch die Aktivierung der überkritischen Tragreserven negativ. Der mittlere Term in Gleichung (1) muss daher so modifiziert werden, dass er bei zunehmender Beulgefahr klein wird bzw. verschwindet. In DIN 18800 Teil 3 [4] wird mit der Einführung des Faktors V = ρcx·ρcz in den Nachweis genau dies sichergestellt: Mit zunehmender Beulgefahr gehen ρcx und/ oder ρcz. »gegen null«, und das gemischte Glied von Gleichung (1) wird kleiner. Allerdings werden dort die Abminderungsfaktoren mit dem jeweiligen bezogenen Schlankheitsgrad und nicht mit dem globalen Schlankheitsgrad wie in [1] berechnet.

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4 Einfluss von Querdruck auf den Spannungszustand von Steife und mitwirkendem Blechteil © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

Die Arbeiten von Braun [10] [11], Maur [13] und Winterstetter [14] haben folgerichtig gezeigt, dass die bisherige Nachweisgleichung (1) bei biaxialem Druck Ergebnisse auf der unsicheren Seiten liefern kann. Johansson hatte schon in [16] darauf hingewiesen. Nach umfangreichen numerischen Untersuchungen an unversteiften Platten, die auch in [7] bestätigt sind, schlagen Braun und Kuhlmann folgenden Nachweis vor, der sich von Gleichung 1 durch die Einführung des Faktors V unterscheidet. Dabei ist V = ρcx·ρcz für biaxialen Druck und V = 1,0 für alle anderen Fälle.

Aus Bild 4 ist erkennbar, dass der Querdruck nur das Blech, aber nicht die Steife direkt beeinflusst. Das Beulen des längsausgesteiften Gesamtfelds (= Ausknicken der Steife) wird daher – im Unterschied zum nicht ausgesteiften Einzelfeld! – durch den Querdruck nur durch folgende zwei Effekte beeinflusst: – möglicherweise kleinere wirksame Breite des mitwirkenden Blechteils aufgrund von Querdruck, – größere Abtriebskräfte aus Effekten nach Theorie II. Ordnung, keine stabilisierenden Zugkräfte. (2)

Der Vorschlag von Braun und Kuhlmann beruht ausschließlich auf Untersuchungen an unversteiften Platten und ist für diese zielführend. Die Modifikation beruht im Wesentlichen auf einer Parameterstudie auf Basis von FE-Berechnungen (GMNIA) [11] und berücksichtigt damit auch überkritisches Tragverhalten. Es ist aktuell noch unklar, ob dieser Vorschlag auf längsversteifte Platten (mit knickstabähnlichem Verhalten), wie sie häufig im Brückenbau vorliegen, ohne weiteres übertragen werden kann, da gesicherte wissenschaftliche Erkenntnisse dazu fehlen. Es ist aber davon auszugehen, dass der Vorschlag für das Gesamtverhalten von versteiften Platten zu eher konservativen Ergebnissen führt. Die σz-Druckspannungen beeinflussen kaum das Gesamtfeldbeulen in x-Richtung, können aber dazu führen, dass das Einzelfeld zwischen den Stegen der Steifen, welches unter großem biaxialem Druck steht, knickstabähnlich ausknickt.

Insbesondere zum ersten der beiden Punkte liegen aktuell noch keine normativen Regelungen vor. Beide Effekte werden durch den auf Untersuchungen zum Einzelfeldbeulen beruhenden Ansatz von Braun und Kuhlmann nicht beschrieben. Das Ausknicken in Längsrichtung des versteiften Beulfeldes lässt sich vereinfacht als das Ausknicken von Stützen, gebildet aus den Steifen und dem mitwirkenden Teil des Bleches, beschreiben. Der zugehörige Nachweis ist in Abschnitt 9 der EN 1993-1-5 [2] geregelt. In diesem Abschnitt der Norm werden minimale Anforderungen an Quersteifen definiert und ein Stabilitätsnachweis jener Steifen nach Theorie II. Ordnung unter Berücksichtigung ihrer Längsspannungen, aber auch zusätzlicher Abtriebskräfte aufgrund der Spannungen quer zur Steife gefordert. Im Fall eines längsausgesteiften Beulfelds mit biaxialem Spannungszustand greift dieser Abschnitt der Norm, da immer Beanspruchungen quer zur Steife auftreten. Der Nachweis führt automatisch zu einer Steifigkeit der Steifen, welche die Knotenlinien der Beulfigur an der Steife erzeugt, so dass bei der Bemessung des Gesamtbeulfeldes dann Einzelfeldbeulen maßgebend wird.

Symposium

Insbesondere mit Blick auf das Gesamtfeldbeulen besteht also hinsichtlich der Modifikation von Gleichung (1) offensichtlich noch Forschungsbedarf, und es wäre zu empfehlen, die Nachweise für einige reale Bauwerke wissenschaftlich zu begleiten und weitere Untersuchungen durchzuführen. Dies gilt auch für Einzelfelder ausgesteifter Platten mit stark knickstabähnlichem Verhalten. 4 Beuluntersuchung bei einem typischen Kastenbrückenquer schnitt im Taktschiebeverfahren am Beispiel der Brücke Heidingsfeld 4.1 Einleitung In den folgenden zwei Abschnitten wird anhand zweier Beispiele die Auswirkung der Einführung des Faktors V auf die Konstruktion diskutiert. Im Zuge des Taktschiebeverfahrens einer Stahlbrücke mit Kastenquerschnitt stehen Stege sowie das Bodenblech unter biaxialem Druck. Es wird zunächst das Bodenblech betrachtet, bei dem große Spannungen in Längsrichtung, aber nur verhältnismäßig kleine Spannungen in z-Richtung auftreten.

5 Ausschnitt des stählernen Hohlkastens im Bauzustand © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

4.2 Beuluntersuchung eines Bodenbleches 4.2.1 Geometrie und Vorgehensweisen Das Beulfeld mit einer Dicke von 18 mm hat eine Länge von 4.000 mm und eine Breite von 7.000 mm, die beiden Randsteifen haben jeweils eine Dicke von 30 mm und eine Höhe von 300 mm, die Trapezsteifen jeweils eine Höhe von 300 mm, eine Breite von 250 mm und

eine Dicke von 8 mm, die beiden Randfelder jeweils eine Breite von 725 mm, die Einzelfelder zwischen den Stegen der Trapezsteifen eine Breite von 450 mm und die Einzelfelder zwischen den Trapezsteifen 475 mm. Die Stahlgüte ist S 355, der Längsdruck beträgt 250 mm und der Querdruck 60 N/mm2.

7 Längs- und Querdruckspannungen im Bodenblech der Talbrücke Heidingsfeld © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

6 Abmessungen und Beanspruchung des Bodenbleches © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

5 . 2015 | BRÜCKENBAU

Symposium

a) bei alleiniger Wirkung von σx

b) bei alleiniger Wirkung von σz

8 Beulfigur des Bodenbleches mit maßgebendem Einzelfeldbeulen © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

Zur Bestimmung des kleinsten Faktors αcr für die Vergrößerung der Bemessungslasten, um die elastische Verzweigungslast für das gesamte einwirkende Spannungsfeld zu erreichen, gibt es grundsätzlich zwei mögliche Vorgehensweisen: Bei der ersten wird nur das Gesamtbeulfeld betrachtet, wobei dort Gesamtfeldoder Einzelfeldbeulen auftreten können (Nachweis des Gesamtfeldes mit maßgebendem Einzelfeldbeulen). In vielen Fällen wird dabei das Einzelfeldbeulen maßgebend werden. Bei der zweiten Möglichkeit wird zunächst nur Gesamtfeldbeulen betrachtet, und es werden dabei die Beulmoden mit Einzelfeldbeulen ausgeschlossen. Anschließend wird Einzelfeldbeulen getrennt nachgewiesen (Nachweis des Gesamtfeldes mit maßgebendem Gesamtfeldbeulen). Im ersten Fall müssen die Einzelfelder also nicht gesondert nachgewiesen werden, und im zweiten Fall müssen sie getrennt nachgewiesen werden. Häufig wird aus Gründen der Wirtschaftlichkeit die zweite Vorgehensweise gewählt, da man dort etwas günstigere Ausnutzungsgrade erhält.

t a b σx

c) bei biaxialer Beanspruchung

σ z

4.2.2 Nachweis des Gesamtfeldes mit maßgebendem Einzelfeldbeulen Bild 8 a zeigt die Beulfigur mit sechswelligem Ausbeulen der größten Einzelfelder in den Rändern mit einem Beulwert kσx = 1.236,5 bei alleiniger Wirkung von σx. Bild 8 b zeigt das einwellige Ausbeulen der Einzelfelder in den Rändern mit dem Beulwert kσz = 143,3 bei alleiniger Wirkung von σz. Hier ist erkennbar, dass die Querdruckspannungen keinen nennenswerten Einfluss auf das Beulverhalten des versteiften Bodenbleches haben, wenn die Längssteifen steif genug sind, um Knotenlinien zu bilden. Diese Längssteifen müssen zusätzlich zu den Längsspannungen die Abtriebslasten aus den Längs- und Querdruckspannungen und die Momente nach Theorie II. Ordnung infolge Vorkrümmung und elastischer Durchbiegung aufnehmen können. Bild 8 c zeigt die Beulfigur unter biaxialem Druck mit einem Vergrößerungsfaktor αcr = 1,530.

αult kσ

σcr,x

αcr,x kσ,z

σcr,z

αcr,z

αcr

λ p

ρ z

ρ x

[mm] [m] [mm] [N/mm2] [N/mm2] ohne V

η mit V

EF 1 12

725 66,00 50,00 5,95 4,00 208 3,16 1,045 54

1,09 0,81 2,71 0,129 0,339 1,043 1,336

EF 2 12

725 66,00 50,00 5,95 4,00 208 3,16 1,045 54

1,09 0,81 2,71 0,129 0,339 1,043 1,336

EF 3 12

450 66,00 50,00 5,95 4,00 540 8,19 1,025 138 2,77 2,07 1,70 0,268 0,513 0,513 0,679

EF 5 12

475 66,00 50,00 5,95 4,00 485 7,35 1,045 127 2,53 1,89 1,78 0,256 0,493 0,536 0,712

GF 12

7000 66,00 50,00 5,95 1237 690 10,46 143 80

1,60 1,39 2,07 0,364 0,018 0,997 1,203

In dieser Tabelle wurde αcr mit der Näherungsformel (10.6) in [2] gerechnet. Er ist etwa kleiner als der mit dem FE-Programm EBPlate ermittelte Wert von 1,53 und liegt somit auf der sicheren Seite.

Das Verhältnis der kritischen Beulspannung σcr,p = kσx· σE ( σE = 190.000· (12/7.000)2 in [N/mm2]) zu der kritischen Knickspannung σcr,c (= σcr,sl, siehe Gleichung (4.10) und Bild A.1 in [2]) ergibt einen Wert kleiner als 1, was auf ein reines Knickverhalten des versteiften Bodenbleches in x-Richtung hindeutet (siehe Bild 3). Ein Gesamtfeldbeulnachweis ohne Berücksichtigung des Korrekturfaktors V würde ergeben, dass das Bodenblech beulsicher ist (η = 0,997 < 1,0), obwohl die Einzelfelder ausbeulen (siehe Bild 9). Ein Gesamtfeldbeulnachweis mit Berücksichtigung des Korrekturfaktors V, was in diesem Fall gerechtfertigt ist, da das Einzelfeldbeulen maßgebend ist, führt zu dem Ergebnis, dass das Bodenblech ausbeult (η = 1,2 > 1,0).

9 Beulnachweis des Bodenbleches mit maßgebendem Einzelfeldbeulen © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

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Symposium

a) bei alleiniger Wirkung von σx

b) bei alleiniger Wirkung von σz

10 Beulfigur des Bodenbleches mit maßgebendem Gesamtfeldbeulen © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

4.2.3 Nachweis des Gesamtfeldes mit maßgebendem Gesamtfeldbeulen Bild 10 a zeigt die Beulfigur mit einwelligem Ausbeulen des Gesamtfeldes mit αcr,x = 25,24 bei alleiniger Wirkung von σx. Bild 10 b zeigt die Beulfigur des Gesamtfeldes bei alleiniger Wirkung von σz mit αcr,z = 4,01 bei alleiniger Wirkung von σz. Die Längssteifen werden beim Ausbeulen des Bodenbleches mitgenommen und dürfen jedoch nicht ausknicken, um ihre aussteifende Wirkung nicht zu verlieren. Die Steifen müssen, da Querdruck vorhanden ist, nach Abschnitt 9 der EN 1993-1-5 [2] nachgewiesen werden.

t a b σx

c) bei biaxialer Beanspruchung

σ z

Bild 10 c zeigt die Beulfigur unter biaxialem Druck mit einem Vergrößerungsfaktor αcr = 3,58. Das Verhältnis der kritischen Beulspannung σcr,p zur kritischen Knickspannung σcr,c ergibt einen Wert größer als 1, aber kleiner als 2, was auf ein knickstabähnliches Verhalten des versteiften Bodenbleches in x-Richtung hindeutet (siehe Bild 3). Ein Gesamtfeldbeulnachweis ohne Berücksichtigung des Korrekturfaktors V ergibt, dass das Bodenblech beulsicher ist (η = 0,357 < 1, Bild 11). Die Einzelfelder müssen gesondert nachgewiesen werden. Bild 11 zeigt in den Zeilen EF 1 und

αult kσ

σcr,x

αcr,x kσ,z

σcr,z

αcr,z

EF 2, dass die Einzelfelder mit der Breite 725 mm keine ausreichende Beulsicherheit aufweisen (η = 1,043 >1,0). Das Beulverhalten des isoliert betrachteten Einzelfeldes entspricht damit genau dem Verhalten des Einzelfeldes bei Gesamtfeldbeulen, bei dem das Einzelfeld maßgebend ist (siehe Bild 8 und Bild 12). Der getrennte Nachweis von Gesamtfeld und Einzelfeld führt aber zu einer etwas geringeren Ausnutzung.

αcr

λ p

ρ z

ρ x

[mm] [m] [mm] [N/mm2] [N/mm2] ohne V

η mit V

EF 1 12

725 66,00 50,00 5,95 4,00 208 3,16 1,045 54

1,09 0,81 2,71 0,129 0,339 1,043 1,336

EF 2 12

725 66,00 50,00 5,95 4,00 208 3,16 1,045 54

1,09 0,81 2,71 0,129 0,339 1,043 1,336

EF 3 12

450 66,00 50,00 5,95 4,00 540 8,19 1,025 138 2,77 2,07 1,70 0,268 0,513 0,513 0,679

EF 5 12

475 66,00 50,00 5,95 4,00 485 7,35 1,045 127 2,53 1,89 1,78 0,256 0,493 0,536 0,712

GF 12

7000 66,00 50,00 5,95 2983 1666 25,24 360 201 4,02 3,47 1,31 0,580 0,504 0,357 0,452

In dieser Tabelle wurde αcr mit der Näherungsformel (10.6) in [2] gerechnet. Er ist bei Gesamtfeld (GF) etwa kleiner als der mit dem FE-Programm EBPlate ermittelte Wert von 3,58 und liegt somit auf der sicheren Seite.

11 Beulnachweis des Bodenbleches mit maßgebendem Gesamtfeldbeulen © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

a) bei alleiniger Wirkung von σx

b) bei alleiniger Wirkung von σz

c) bei biaxialer Beanspruchung

12 Beulfigur des Einzelfeldes mit der Breite 725 mm © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

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Symposium

t a b σx

λ p

ρ z

ρ x

η mit V

4000 725 66,00 50,00 1,0633 2,366 0,166 0,383 0,810 1,059

13 Beulnachweis des Einzelfeldes mit αcr aus FE-Programm EBPlate © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

Beim Einzelfeldbeulnachweis in Bild 11 wird αcr mit der Näherungsformel (10.6) in [2] ermittelt. In z-Richtung verhält sich das Einzelfeld knickstabähnlich (ξ = 0,045). Würde man, wie in Bild 13 dargestellt, den Nachweis mit αcr aus der FE-Berechnung ohne Berücksichtigung des Korrekturfaktors V durchführen, käme man zu dem Schluss, dass er eingehalten ist (η = 0,81 < 1,0). Mit Berücksichtigung von V ist der Nachweis knapp nicht erfüllt (η = 1,06 >1,0). Das ist nur möglich, weil bei der FE-Berechnung die Knotenlinien des sechswellig ausgebeulten Einzelfeldes in x-Richtung (Bild 12 a) das Einzelfeld beim Ausknicken in z-Richtung (Bild 12 b) stabilisieren, was zu einem höheren αcr (1,06 in Bild 13) bzw. einer kleineren globalen Schlankheit von 2,366 führt. Führt man den reinen Knicknachweis des Einzelfeldes in z-Richtung bei alleiniger Wirkung von σz, stellt man fest, dass der Nachweis bei weitem nicht gelingt (η = 1,27 >1,0). Das bedeutet, dass das mehrwellige Beulen aufgrund der Spannungen in x-Richtung das Beulverhalten in z-Richtung positiv beeinflusst. Diese Annahme sollte in einer Bemessung nicht berücksichtigt werden, da nicht sichergestellt ist, dass die tatsächliche Imperfektionsfigur eine solche stützende Wirkung auch aufweist. Tatsächlich ist es so, dass die Spannungen in x-Richtung bei der gegebenen Beulfeldgeometrie das Ausknicken in z-Richtung nur wenig – und dann im negativen und nicht positiven Sinne! – beeinflussen, da sie aufgrund der kleinen Krümmung der Beulfigur in x-Richtung nur geringe Abtriebskräfte erzeugen. Der geschilderte Effekt zeigt exemplarisch die Problematik der reinen Anwendung von FE-Methoden beim Beulnachweis auf, die im konkreten Fall zunächst zu einer Unterschätzung der Beulgefahr führte.

αcr

[mm] [m] [mm] [N/mm2] [N/mm2] ohne V

EF 1 12

σ z

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14 αcr, Beulnachweis mit und ohne V, Nachweis der Längssteife nach Theorie II. Ordnung in Abhängigkeit des bezogenen Flächenträgheitsmomentes γ der Flachsteifen beim Bodenblech © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

4.2.4 Weitere Überlegungen zum Einfluss von V im Fall des Bodenblechs Im Folgenden wird für Gesamtfeldbeulen mit Ausschluss des Einzelfeldbeulens (= Möglichkeit 2) untersucht, wie der Korrekturfaktor V für unversteifte Beulfelder auch im Fall des reinen Gesamtfeldbeulens versteifter Beulfelder die Nachweisführung beeinflusst. Zu diesem Zweck wird die Steifigkeit der beiden äußeren Flachsteifen variiert, die Beulform notiert, der Vergrößerungsfaktor αcr für reines Gesamtfeldbeulen ermittelt sowie der dazugehörige Beulnachweis mit und ohne Korrekturfaktor V und der Spannungsnachweis der äußeren Flachsteifen nach Theorie II. Ordnung geführt. Die Ergebnisse sind in Bild 14 dargestellt. Ab einem bezogenen Flächenträgheitsmoment der Flachsteifen von γ = 35 sind der Nachweis der Steife nach Theorie II. Ordnung und der Beulnachweis sowohl mit V als auch ohne V erbracht (η < 1,0).

Für bezogene Flächenträgheitsmomente γ < 35 kann der Beulnachweis mit V maßgebend werden. Da aber der Nachweis der Steife in diesem Bereich ohnehin nicht erbracht werden kann, ist dies praktisch irrelevant. In allen Fällen, in denen der Steifennachweis erbracht ist, ist auch der Beulnachweis mit oder ohne V erbracht, so dass der Korrekturfaktor V beim Gesamtfeldbeulen (aber nicht beim Einzelfeldbeulen) aus wirtschaftlicher Sicht hier nur eine untergeordnete Rolle spielt.

Symposium

15 Abmessungen und Beanspruchung © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

4.3 Beuluntersuchung eines Stegbleches 4.3.1 Geometrie und Kennwerte Das Beulfeld hat eine Länge von 4.000 mm und eine Breite von 4.200 mm, das Stegblech eine Dicke von 14 mm. Die untere Randsteife im Druckbereich ist ein Flachstahl 350 mm x 35 mm und die obere im Zugbereich ebenfalls ein Flachstahl 220 mm x 20 mm; die zwei Trapezsteifen haben jeweils eine Höhe von 300 mm, eine Breite von 300 mm, und eine Dicke von 6 mm; die Einzelfelder zwischen den Stegen der Trapezsteifen haben jeweils eine Breite von 500 mm, und die restlichen Einzelfelder zwischen den Steifen haben nacheinander die Breite 650 mm, 600 mm und 772 mm. Die Stahlgüte ist S 355. Das Spannungsverhältnis ψ ist gleich -0,986 (Druckspannung 124 N/mm2), der Querdruck σz = 125 N/mm2 und die mittlere Schubspannung τ = 46 N/mm2 (Bild 7).

a) bei alleiniger Wirkung von σx

16 Längs- und Querdruckspannungen im Stegblech der Talbrücke Heidingsfeld © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

Im Unterschied zum Bodenblech treten hier Druckspannungen in x- und z-Richtung in gleicher Größenordnung auf. 4.3.2 Nachweis des Gesamtfeldes mit maßgebendem Einzelfeldbeulen Bild 17 a zeigt die Beulfigur mit einem Beulwert kσx = 700 bei alleiniger Wirkung von σx. Bild 17 b zeigt das einwellige Ausbeulen der unteren Einzelfelder mit dem Beulwert kσz = 87 bei alleiniger Wirkung von σz. Hier ist wiederum erkennbar, dass die Querdruckspannungen keinen nennenswerten Einfluss auf das Beulverhalten des Gesamtfeldes haben, wenn die Längssteifen steif genug sind, um Knotenlinien zu bilden. Der Schubbeulwert liegt bei 200. Bild 17 c zeigt die Beulfigur unter biaxialem Druck und Schub mit einem Vergrößerungsfaktor αcr = 1,442.

b) bei alleiniger Wirkung von σz

Das Verhältnis der kritischen Beulspannung σcr,p = kσx· σE ( σE = 190.000· (12/4.200)2 in [N/mm2]) zu der kritischen Knickspannung σcr,c (= σcr,sl·bc/bsl,1 siehe Gleichung (4.10) und Bild A.1 in [2]) ergibt einen Wert kleiner als 1, was auf ein reines Knickverhalten des versteiften Stegbleches in x-Richtung hindeutet (siehe Bild 3). Ein Gesamtfeldbeulnachweis ohne Berücksichtigung des Korrekturfaktors V würde ergeben, dass das Stegblech ausreichende Beulsicherheit besitzt (η = 0,970 < 1,0 in Bild 18). Ein Gesamtfeldbeulnachweis mit Berücksichtigung des Korrekturfaktors V, was in diesem Fall gerechtfertigt ist, da das Einzelfeldbeulen maßgebend ist, führt zu dem Ergebnis, dass das Stegblech ausbeult (η = 1,2 > 1,0).

c) bei biaxialer Beanspruchung und Schub

17 Beulfigur des Stegbleches mit maßgebendem Einzelfeldbeulen © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

t a b ψx

[mm] [m] [mm]

14 4

σ x

σ z

αult kσ

σcr,x

αcr,x kσ,z

σcr,z

αcr,z kτ

τcr

αcr,τ αcr

ρ z

ρ x

χ v

MPa MPa MPa ohne V mit V

4,2 -0,99 124 125 46 2,4 700 1478 11,9 87 184 1,47 200 423 9,19 1,43 1,30 0,59 0,37 0,69 0,97 1,20

18 Beulnachweis des Stegbleches mit maßgebendem Einzelfeldbeulen © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

5 . 2015 | BRÜCKENBAU

Symposium

a) bei alleiniger Wirkung von σx

[mm] [m] [mm]

σ x

σ z

αult kσ

σcr,x

αcr,x kσ,z

σcr,z

αcr,z kτ

τcr

αcr,τ αcr

ρ z

ρ x

χ v

MPa MPa MPa ohne V mit V

EF 7 18 4

538 0,75 124 125 43,3 2,4 4,57 971 7,8 1,2 257 2,05 5,41 1151 26,6 1,69 1,20 0,45 0,69 0,72 0,82 1,00

EF 6 18 4

640 0,59 92,5 89,5 45,9 2,9 4,99 750 8,1 1,1 169 1,89 5,44 818 17,8 1,58 1,36 0,39 0,63 0,66 0,73 0,89

EF 5 14 4

500 0,47 54,9 77,7 46,0 3,4 5,41 806 14,7 1,1 168 2,16 5,40 805 17,5 1,93 1,32 0,40 0,65 0,68 0,64 0,73

GF 14 4

4200 -0,99 124 125 46,0 2,4 1309 2763 22,3 170 359 2,87 500 1056 22,9 2,81 0,93 0,84 0,66 0,90 0,60 0,69

20 Beulnachweis des Stegbleches mit maßgebendem Gesamtfeldbeulen © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

4.3.3 Nachweis des Gesamtfeldes mit maßgebendem Gesamtfeldbeulen Bild 19 a zeigt die Beulfigur mit einwelligem Ausbeulen des Gesamtfeldes mit αcr,x = 22,27 bei alleiniger Wirkung von σx. Bild 19 b zeigt die Beulfigur des Gesamtfeldes bei alleiniger Wirkung von σz mit αcr,z = 2,86. Der Schubbeulwert liegt bei 24,027. Bild 19 c zeigt die Beulfigur unter biaxialem Druck und Schub mit einem Vergrößerungsfaktor αcr = 2,83. Das Verhältnis der kritischen Beulspannung σcr,p zu der kritischen Knickspannung σcr,c ergibt einen Wert größer als 1, aber kleiner als 2, was auf ein knickstabähnliches Verhalten des versteiften Stegbleches in x-Richtung hindeutet (siehe Bild 3). Ein Gesamtfeldbeulnachweis mit und ohne Berücksichtigung des Korrekturfaktors V ergibt, dass das Stegblech ausreichende Beulsicherheit besitzt. Aufgrund des knickstabähnlichen Verhaltens des Beulfeldes ist der Einfluss von V relativ gering. Die Einzelfelder müssen gesondert nachgewiesen werden. Bild 20 zeigt, dass alle Einzelfelder eine ausreichende Beulsicherheit aufweisen (η = 1,004 ≈1,0). 4.3.4 Weitere Überlegungen zum Einfluss von V beim Stegblech Am Stegblech mit typischerweise anderen Beanspruchungsverhältnissen wird ebenfalls der Einfluss des Korrekturfaktors V beim Beulnachweis von unversteiften Platten auf versteifte Platten beispielhaft untersucht. Dazu wird wie beim Bodenblech die Flachsteife im Druckbe-

c) bei biaxialer Beanspruchung und Schub

19 Beulfigur des Bodenbleches mit maßgebendem Gesamtfeldbeulen © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

t a b ψx

b) bei alleiniger Wirkung von σz

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reich variiert, die Beulform notiert, der Vergrößerungsfaktor αcr bei reinem Gesamtfeldbeulen unter Ausschluss des Einzelfeldbeulens (= Möglichkeit 2) ermittelt und der dazugehörige Beulnachweis mit und ohne Korrekturfaktor V sowie der Spannungsnachweis der unteren Flachsteife nach Theorie II. Ordnung geführt. Die Ergebnisse sind in Bild 21 dargestellt. Der Nachweis der Steife nach Theorie II. Ordnung kann erst ab einer bezogenen Biegesteifigkeit der Steife γ > 14 erbracht werden (normalerweise werden Steifen mit γ < 25 ohnehin vernachlässigt). Ab γ = 14 ist dabei sowohl der Steifen- als auch der Beulnachweis ohne Berücksichtigung des Korrekturfaktors V erbracht, jedoch nicht der Beul-

nachweis unter Berücksichtigung von V. Dieser wird im betrachteten Fall erst ab einer bezogenen Biegesteifigkeit der Steife von γ = 36 ebenfalls erfüllt. Eine derartige Steifigkeit stellt mehr oder weniger die Untergrenze des baupraktisch Üblichen dar. Das Beulverhalten des Beulfeldes wird im konkreten Fall daher nicht durch das Gesamtfeldbeulen, sondern maßgeblich durch das Einzelfeldbeulen geprägt. Das ungünstigste Einzelfeld wird im Beispiel gerade zu 100 % ausgenutzt (η = 1,00 für Einzelfeldbeulen). Aus Bild 20 ist jedoch erkennbar, dass der Nachweis des Gesamtfeldbeulens nach Möglichkeit 2 für größere bezogene Biegesteifigkeiten durchaus rechnerisch maßge-

21 αcr, Beulnachweis mit und ohne V, Nachweis der Längssteife nach Theorie II. Ordnung in Abhängigkeit des bezogenen Flächenträgheitsmomentes γ der Flachsteifen beim Stegblech © Lehrstuhl für Metallbau der Technischen Universität München

Symposium bend werden könnte, wenn Einzelfeldbeulen nicht maßgebend wird, so dass eine wissenschaftliche Überprüfung der Notwendigkeit des Korrekturfaktors V hier auch aus wirtschaftlichen Gründen notwendig ist. 5 Zusammenfassung Die Einführung des Korrekturfaktors V beim Beulnachweis einer Platte unter biaxialem Druck nach der Methode der reduzierten Spannungen ist für unversteifte Beulfelder zielführend und gerechtfertigt. Eine Übertragung dieses Faktors auf versteifte Beulfelder unter biaxialem Druck führt in bestimmten Fällen zu noch konservativeren Ergebnissen dieses Verfahrens als bisher, in anderen Fällen ist der Einfluss eher gering. Die Anwendung von V beim Nachweis des Gesamtfeldbeulens ohne Einzelfeldbeulen ist aus mechanischer Sicht fragwürdig, da hier gegenüber dem Einzelfeldbeulen unter biaxialem Druck andere Mechanismen vorliegen. Das Gesamtfeldbeulen wird maßgeblich durch den Nachweis der Längssteifen nach Abschnitt 9 der EN 1993-1-5 [2] beeinflusst. Eine wissenschaftliche Überprüfung, ob die durch die Einführung des Korrekturfaktors V stattgefundene Verschärfung des Nachweisformats für den Gesamt-

feldbeulnachweis ohne Berücksichtigung des Einzelfeldbeulens gerechtfertigt erscheint oder nicht, ist ausstehend und wünschenswert. Autoren: Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Martin Mensinger Dr.-Ing. Joseph Ndogmo Lehrstuhl für Metallbau Technische Universität München Literatur [1] DIN-Fachbericht 103:2009-03: Stahlbrücken. März 2009. [2] DIN EN 1993-1-5:2010-12: Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten, Teil 1-5: Plattenförmige Bauteile; Deutsche Fassung EN 1993-1-5:2006 + AC:2009. [3] DIN EN 1993-1-5/NA (2010-12): Nationaler Anhang zu DIN EN 1993-1-5. [4] DIN 18800 Teil 3 Stahlbauten; Stabilitätsfälle, Plattenbeulen. Ausgabe Dezember 2008. [5] Johansson, B.; Maquoi, R.; Sedlacek, G.; Müller, C.; Beg, D.: Commentary and worked examples to EN 1993-1-5 »Plate structural elements«, 16 August 2006. [6] Geißler, K.: Handbuch Brückenbau. Entwurf, Konstruktion, Berechnung, Bewertung und Ertüchtigung, Berlin, 2014. [7] Unterweger, H.; Kettler, M.: Einzelfeldbeulen. Wirklich große Unterschiede zwischen Eurocode EN 1993-1-5 und DIN 18800-3? In: Stahlbau 82 (2013), Heft 8, S. 597–608. [8] Unterweger, H.; Gänsluckner, G.: Zum Beultragverhalten längsausgesteifter Biegeträger nach Eurocode. Vereinfachungen und zutreffende Vorgehensweise; in: Stahlbau 79 (2010), Heft 11; S. 844–853. Berichtigung in Stahlbau 80 (2011), Heft 3, S. 204.

[9] Sedlacek, G.; Feldmann, M.; Kuhlmann, U.; Mensinger, M.; Naumes, J.; Müller, Ch.; Braun, B.; Ndogmo, J.: Entwicklung und Aufbereitung wirtschaftlicher Bemessungsregeln für Stahlund Verbundträger mit schlanken Stegblechen im Hoch- und Brückenbau. DASt-Forschungsbericht, AiF-Projekt-Nr. 14771, 2008. [10] Braun, B.; Kuhlmann, U.: Reduced stress design of plates under biaxial compression; in: Steel Construction 5 (2012), No 1, p. 33–40. [11] Braun, B.: Stability of steel plates under combined loading. Mitteilungen des Instituts für Konstruktion und Entwurf; Nr. 2010-3. Stuttgart 2010. [12] Scheer, J. und Nölke, H.: Zum Nachweis der Beulsicherheit von Platten bei gleichzeitiger Wirkung mehrerer Randspannungen; in: Stahlbau 70 (2001), Heft 9; S. 718–729. [13] Maur, J.; Schmidt, H.; Verwiebe, C.: Spannungsbasierter Beulsicherheitsnachweis ebener und gekrümmter stählerner Flächentragwerke unter kombinierter Membranbeanspruchung. Eine vergleichende Analyse der Eurocode-Formate; in: Stahlbau 80 (2011), Heft 11, S. 804–813. [14] Winterstetter, T. A.: Zum Nachweis der Beulsicherheit von Platten- und Schalentragwerken aus Stahl bei mehrachsiger Beanspruchung; in: Stahlbau 71 (2002) Heft 11, S. 816–822. [15] Fischer, M.; Harre, W.: Ermittlung der Traglastkurven von einachsig gedrückten Rechteckplatten aus Baustahl der Seitenverhältnisse a ≤ 1 mit Hilfe von Versuchen (Teil I und II); in: Stahlbau 47 (1978) Heft 7, S. 199–204 und Heft 8, S. 239–247. [16] Johansson, B.; Velijkovic, M.: Review of plate buckling rules in EN 1993-1-5; in: Steel construction 2 (2009) No 4, p. 228–234. [17] Lindner, J.; Scheer, J.; Schmidt, H.: Stahlbauten. Erläuterungen zu DIN 18800 Teil 1 bis Teil 4. Berlin, Wien, Zürich, 1998.

Brückenbau Fußgängerbrücke Sassnitz (Deutscher Brückenbaupreis 2010)

Scherkondetalbrücke

Gänsebachtalbrücke

Bauherr: DB Netz AG Bauart: Mehrfeldrige semi-integrale Spannbetonbrücke Entwurfsplanung: DB ProjektBau GmbH Ausführungsplanung: Büchting + Streit AG, München

Bauherr: DB Netz AG Bauart: Semiintegrale Brücke mit Spannbetonplattenbalken Entwurfs- & Ausführungsplanung: schlaich bergermann und partner Zusammenarbeit: SSF Ingenieure, Berlin

(Deutscher Brückenbaupreis 2012)

(Deutscher Brückenbaupreis 2014)

Foto: schlaich bergermann und partner Knut Stockhusen

Bauherr: BIG-Städtebau MecklenburgVorpommern GmbH Bauart: Einseitig gestützte, im Grundriss gekrümmte Hängebrücke Entwurfs- & Ausführungsplanung: schlaich bergermann und partner

www.sofistik.de · info@sofistik.de 5 . 2015 | BRÜCKENBAU

Symposium Maßnahme im Zuge des BAB-A-3-Ausbaus

Neubau des Katzenbergtunnels von Tobias Bäumler

1 Katzenbergtunnel als Visualisierung © V-Kon.media GmbH

Der Ausbau der Bundesautobahn BAB A 3 im Stadtgebiet Würzburg sieht eine tiefergelegte Autobahntrasse vor, die auf 570 m Länge im Tunnel verläuft. Der Katzenbergtunnel ist als wasserundurchlässiger Stahlbetonrahmen konzipiert, der in zwei Bauabschnitten in offener Bauweise hergestellt wird. Als konstruktive Maßnahme für den Brandfall kommt ein Polypropylen(PP-)Faserbeton zum Einsatz, der das Brand- und Abplatzverhalten deutlich verbessern soll. Der Katzenbergtunnel erhält eine moderne betriebstechnische Ausstattung, seine Errichtungskosten belaufen sich auf insgesamt ca. 45 Mio. € und werden von der Bundesrepublik Deutschland getragen.

BRÜCKENBAU | 5 . 2015

1 Ausbau der BAB A 3 1.1 Allgemeines Die Bundesautobahn A 3 wird zwischen Frankfurt am Main und Nürnberg ausgebaut. Dem 5,40 km langen Abschnitt zwischen Würzburg-Heidingsfeld und der Mainbrücke Randersacker kommt dabei eine besondere Bedeutung zu. Mit dem Ausbau der Bundesautobahn A 3 bei Würzburg wird eine wichtige Verkehrsachse nicht nur fit für die Zukunft gemacht, sondern auch optimal dem städtebaulichen Umfeld angepasst und die Lärmbelastung für alle Anwohner längs der Autobahn nachhaltig gesenkt. Die als Katzenbergtunneltrasse bezeichnete Ausbaulösung ist das Ergebnis eines mehr als zehnjährigen intensiven Abstimmungs- und Planungsprozesses. Um die Belange der Stadt Würzburg bestmöglich zu berücksichtigen, wurde eine Lenkungsgruppe aus Vertretern der Stadt und der Straßenbauverwaltung eingerichtet. Die Baumaßnahme bei Würzburg sieht eine tiefergelegte Trasse mit einer neuen Talbrücke und einem neuen Tunnel, dem sogenannten Katzenbergtunnel, vor. Die Streckenführung unterscheidet sich nur marginal von der Bestandstrasse.

Die Decke des 570 m langen Katzenbergtunnels ist begehbar und kann für Wege, Grünflächen sowie Sport- und Freizeiteinrichtungen genutzt werden. Dadurch entfällt die Trennwirkung der Bundesautobahn A 3, und es entstehen neue Verbindungen zwischen den Stadtteilen Heidingsfeld und Heuchelhof. Zur Einbindung in die Landschaft wird das Gelände nördlich des Tunnels mit flachen Böschungen naturnah modelliert.

Symposium

1.2 Ausbauquerschnitt Die ausgebaute Autobahn erhält einen angepassten Regelquerschnitt RQ 36 analog der Richtlinie für die Anlage von Autobahnen (RAA) mit einem Zusatzfahrstreifen in Fahrtrichtung Frankfurt. 2 Tunnelplanung 2.1 Tunnelquerschnitt Entsprechend dem Ausbauquerschnitt auf freier Strecke erhält der Katzenbergtunnel einen angepassten Regelquerschnitt RQ 36T gemäß RAA. Die Fahrbahnbreiten betragen für die Richtungsfahrbahn Frankfurt 17,00 m und für die Richtungsfahrbahn Nürnberg 15,00 m. Mit einer Mittelstreifenbreite von 4,00 m und den seitlichen Notgehwegen misst die Gesamtlichtweite über beide Fahrbahnen 38,00 m. Die Einfahrtsrampe von der Rastanlage »Würzburg Nord« wird auf einer Länge von ca. 55 m in den Katzenbergtunnel hineingeführt. Der Tunnelquerschnitt der Nordröhre weitet sich dadurch um bis zu 1,60 m auf. Die lichte Höhe im Katzenbergtunnel beträgt mindestens 6,20 m. Sie setzt sich zusammen aus 4,70 m lichtem Verkehrsraum und 1,50 m Nutzraum für die lüftungstechnischen Anlagen. Die Tunneldecke wird mit einem Dachgefälle von 1,00 % nach außen geneigt sowie 1,00–1,50 m überschüttet.

2 Ausbauquerschnitt © Autobahndirektion Nordbayern

2.2 Fahrbahnaufbau und -entwässerung Im Tunnel wird die Fahrbahndecke in Betonbauweise ausgeführt. Die Randeinfassung des Straßenoberbaus erfolgt im Tunnelbereich durch Schlitzrinnen bzw. den Notgehweg. Unterhalb der OrtbetonNotgehwege sind Leerrohre für Versorgungsleitungen vorgesehen, die im Abstand von maximal 50 m durch Kabelzugschächte unterbrochen werden. Die Fahrbahnentwässerung im Tunnel wird über eine Schlitzrinne hergestellt, um bei Unfällen von Transportfahrzeugen eine schnelle Ableitung von feuergefährlichen Flüssigkeiten zu gewährleisten. Diese Schlitzrinne ist über einen Ablaufschacht mit nachfolgender Tauchwand an die Längsleitung angeschlossen. Das Längsgefälle im Tunnel beträgt zwischen 2,30 % und 3,95 %. Die Ablaufschächte der Schlitzrinne sowie die Reinigungsschächte werden in einem Abstand von maximal 50 m angeordnet.

2.3 Gründung Aufgrund der wechselnden Untergrundverhältnisse mit Gründungen in vorhandenen Auffüllungen, neuen Dammschüttungen sowie im Fels wird der Katzenbergtunnel über Großbohrpfähle mit d = 1,20 m tief im Fels des Oberen Muschelkalks gegründet.

3 Tunnelquerschnitt © Autobahndirektion Nordbayern

5 . 2015 | BRÜCKENBAU

Symposium

4 Tunnelbaustelle im Sommer 2015 © Jonas Miller

2.4 Konstruktion und Bauverfahren Der Katzenbergtunnel ist über eine Länge von 570 m als wasserundurchlässiger Stahlbetonrahmen konzipiert. Er wird in zwei Bauabschnitten in offener Bauweise hergestellt.

Die Realisierung der Pfahlkopfbalken erfolgt nach Fertigstellung der Großbohrpfähle in einer offenen Baugrube. Die Tunnelwände werden anschließend auf den Pfahlkopfbalken errichtet. Die Tun-

neldecke wird auf die zuvor ausgeführten Wandabschnitte betoniert. Die Abschnittslänge der Tunnelblöcke beträgt 10,00 m, womit sich 57 Blöcke ergeben. Die senkrechten Flächen der Tunnelwände erhalten auf einer Höhe von 3,00 m eine aufhellende Beschichtung, für die Deckenunterseite ist glattgeschalte Sichtfläche vorgesehen. Die Portalgesimse werden sägerau geschalt.

5 Gründung des Katzenbergtunnels © Jonas Miller

6 Errichtung der Tunnelwände © Jonas Miller

BRÜCKENBAU | 5 . 2015

7 Herstellung der Tunneldecke © Jonas Miller

Symposium

8 Portalbereich zur Talbrücke Heidingsfeld © V-Kon.media GmbH

2.5 Abdichtung und Fugenausbildung Aufgrund der geringen Überdeckung und der vorgesehenen Nutzung über dem Tunnel erhält dessen Decke eine Abdichtung. Diese Abdichtung der überschütteten Tunneldecke erfolgt mit einer Kunststoffdichtungsbahn (KDB), einer bauwerksseitigen Schutzschicht aus Geotextil sowie einer erdseitigen Schutzschicht aus einem 10 cm dicken bewehrten Schutzbeton. In den Decken und Wänden des Tunnelbauwerkes werden die Blockfugen als Dehnfugen ausgebildet. Das innenliegende Fugenband besteht aus einem Elastomer mit anvulkanisierten Stahllaschen und Injektionsmöglichkeit. Luftseitig wird ein Fugenabdeckband mit zwei Sperrankern angeordnet.

2.6 Portalbereiche Am Westportal wird die von der Talbrücke Heidingsfeld kommende Lärmschutzwand in den Tunnel hineingeführt und der Tunnelblock dadurch um 7 m verkürzt. Über diesen verkürzten Block wird dann der eigentliche Portalblock mit entsprechend vergrößerter Öffnung errichtet. Die seitlichen Stiele verlaufen schräg und richten sich nach der Neigung der Lärmschutzwand. Im Mittelstreifen wird eine 30 m lange Lüftungstrennwand erstellt, die bis zu einer Höhe von 2,50 m aus Stahlbeton und darüber transparent ausgeführt wird. Das Portal erhält ein 2 m hohes Gesims aus Sichtbeton.

Am Ostportal schließen die Lärmschutzmaßnahmen der freien Strecke an, die aus Gabionenkonstruktionen, gabionenverkleideten Steilwallkonstruktionen und Kombinationen beider Varianten bestehen. Der Übergang vom Tunnel auf diese Konstruktionen erfolgt mittels Stützwänden, die mit Böschungen den Höhenunterschied zur Geländeoberkante überbrücken. Das Portal erhält ein ca. 3 m hohes Gesims aus Sichtbeton, der Mittelstreifen wiederum eine 30 m lange Lüftungstrennwand aus Stahlbeton.

9 Ausbildung des Ostportals © V-Kon.media GmbH

5 . 2015 | BRÜCKENBAU

Symposium

3 Bauausführung 3.1 Allgemeines Die Herstellung des Tunnelbauwerkes gliedert sich in zwei Hauptbauabschnitte: Im ersten wird die Nordröhre einschließlich Betriebsgebäude errichtet. Nach Fertigstellung und Umlegung des BAB-Verkehrs in die Nordröhre schließt sich im zweiten Bauabschnitt die Realisierung der Südröhre an. Die Andienung der Baustelle erfolgt über die BAB bzw. Baustraßen.

10 Blick in den Versorgungstunnel © Jonas Miller

BRÜCKENBAU | 5 . 2015

Größere Leitungs- und Kanalumlegungsarbeiten wurden im Vorfeld vorgenommen und die entsprechenden Elemente in einem Versorgungstunnel unter dem Katzenbergtunnel im Bereich des Kaulweges gebündelt unterführt. Für den gesamten Tunnel ist die Ausführung des Betons als Brandschutzbeton durch den Einsatz von Polypropylenfasern vorgesehen.

3.2 Betontechnologie Tunnelbauwerke sind während der Nutzung zahlreichen Beanspruchungen ausgesetzt. Neben den ständigen bzw. häufig wiederkehrenden Einwirkungen, wie Abgasen, Feuchtigkeit und Taumitteln, kann es auch zu außergewöhnlichen Belastungssituationen kommen. Dazu zählt unter anderem der Brandfall. Bei dieser enormen Beanspruchung muss die Standsicherheit des Bauwerks für eine ausreichend lange Zeit gewährleistet sein. Dafür sind geeignete konstruktive Maßnahmen zu ergreifen. Beim Katzenbergtunnel kommt dafür PP-Faserbeton zum Einsatz. Das heißt, dem Beton werden 2,00 kg/m³ Polypropylen-(PP-)Fasern mit einer Länge von 6 mm und einem Durchmesser zwischen 0,016 mm und 0,020 mm zugegeben. Dadurch sollen sein Brand- und Abplatzverhalten deutlich verbessert werden. Die Bauweise unter Verwendung eines PP-Faserbetons erfordert besondere Sorgfalt – sowohl bei der Anfertigung der Betonrezeptur als auch bei der Herstellung und Verarbeitung. Die Entwicklung der Betonrezeptur erfolgte unter Begleitung der Gesellschaft für Materialforschung und Prüfungsanstalt für das Bauwesen (MFPA) Leipzig mbH, wobei zur Bestätigung der Anwendungsreife Probekörper erstellt wurden. Bei der Rezepturentwicklung wurde versucht, einen Kompromiss zwischen der für den notwendigen Baufortschritt notwendigen Festigkeitsentwicklung und der aufgrund der Bauteilabmessungen möglichst geringen Hydratationswärmeentwicklung zu finden. Dies war ausschlaggebend dafür, dass die Verwendung eines CEM III/A das Grundkonzept der Rezepturen darstellt. Weitere Bestandteile sind Flugasche, Gesteinskörnung, die PP-Fasern sowie Betonzusatzmittel. Es ist darauf zu achten, dass die Zugabe von PP-Fasern einen erhöhten Wasseranspruch, einen erhöhten Luftgehalt, eine erhöhte Neigung zum Bluten und veränderte rheologische Eigenschaften des Frischbetons bewirken kann. Dies muss durch entsprechende betontechnologische Maßnahmen ausgeglichen werden.

Symposium

4 Ausstattung und Betriebstechnik Der Katzenbergtunnel erhält eine moderne betriebstechnische Ausstattung. Dazu gehört eine adaptive Beleuchtung, die sich selbständig an die Außenhelligkeit anpasst. Eine Videoanlage detektiert zudem automatisch eventuelle Störfälle, zum Beispiel ein Pannenfahrzeug. Im Brandfall sorgen Ventilatoren in der Nordröhre und Rauchgastrennwände an den Portalen dafür, dass der Rauch sicher und schnell abzieht. Der Verkehr kann durch eine Verkehrsbeeinflussungsanlage gesteuert und im Gefahrfall durch Schranken und eine Lichtsignalanlage vor den Portalen angehalten werden. Der gesamte Tunnel wird rund um die Uhr durch die Verkehrs- und Betriebszentrale der Autobahndirektion Nordbayern in Nürnberg-Fischbach überwacht und gesteuert. 5 Kosten Die Gesamtkosten belaufen sich auf ca. 45 Mio. €. Davon entfallen ca. 34 Mio. € auf den Tunnelrohbau und ca. 11 Mio. € auf die -betriebstechnik. Die Kosten werden von der Bundesrepublik Deutschland getragen. Autor: Bauoberrat Dipl.-Ing. Tobias Bäumler Autobahndirektion Nordbayern, Nürnberg

Bauherr Autobahndirektion Nordbayern, Nürnberg Entwurf Autobahndirektion Nordbayern, Nürnberg (Tunnelrohbau) Willi Bayer Architektur, Fürth (Betriebsgebäude) GBI Gackstatter Beratende Ingenieure GmbH, Stuttgart (Betriebstechnik) Ausführungsplanung K+S Ingenieur-Consult GmbH & Co. KG, Nürnberg Prüfingenieur Prof. Dr.-Ing. Manfred Keuser, München Betontechnologie Gesellschaft für Materialforschung und Prüfungsanstalt für das Bauwesen (MFPA) Leipzig mbH, Leipzig Ausführung Leonhard Weiss GmbH & Co. KG, Satteldorf (Tunnelrohbau) Osmo Anlagenbau GmbH & Co. KG, Georgsmarienhütte (Betriebstechnik)

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5 . 2015 | BRÜCKENBAU

Symposium Ablauf, Technik und Besonderheiten

Bau des Katzenbergtunnels von Sebastian Gramlich

1 Baumaßnahme im Juni 2015 © Leonhard Weiss GmbH & Co. KG

Im Zuge des sechsstreifigen Ausbaus der Bundesautobahn BAB A 3 werden im Bereich Würzburg zwischen der Mainbrücke Randersacker und der Anschlussstelle WürzburgHeidingsfeld umfassende Baumaßnahmen durchgeführt. Neben den weiteren Vergabelosen, zum Beispiel für den Streckenbau, den Ausbau der Anschlussstelle Würzburg-Heidingsfeld und der Talbrücke Heidingsfeld, stellt der Katzenbergtunnel samt Betriebsgebäude und der in diesem Bereich erforderlichen Tief- und Straßenbaumaßnahmen ein eigenes Vergabelos dar. Mit der Ausführung dieser Arbeiten wurde die Leonhard Weiss GmbH & Co. KG im Juni 2014 beauftragt.

1 Konstruktion Der Tunnel ist in seiner Grundkonstruktion durch einen zweizelligen Rahmen definiert. Die Herstellung erfolgt in offener Bauweise. Bedingt durch die Geländegegebenheiten sind für seine Errichtung sowohl eine Vorschüttung von über 100.000 m³ Erdmaterial als auch hangseitig ein erheblicher Abtrag erforderlich. Der Katzenbergtunnel setzt sich bei einer Gesamtlänge von 570 m aus 57 Blöcken mit einer Blocklänge von je 10 m zusammen. Die nördliche Tunnelröhre besitzt eine lichte Weite zwischen 19,45 m und 22,65 m. Die Notwendigkeit dieser Aufweitung resultiert aus der Zufahrt auf die BAB A 3 in Fahrtrichtung Frankfurt vom

BRÜCKENBAU | 5 . 2015

2 Visualisierung des fertiggestellten Bauwerks © Autobahndirektion Nordbayern

Rasthof Würzburg Nord. Die südliche Tunnelröhre weist eine konstante lichte Weite von 17,575 m auf. Die lichte Höhe der beiden Tunnelröhren beträgt minimal 6,20 m. Das Bauwerk ist auf Bohrpfählen mit einem Durchmesser von 1,20 m gegründet, welche bis zu 20 m tief in den Baugrund reichen. Unter Berücksichtigung der Pfähle im Abschnitt der Lüftungstrenn- und Lärmschutzwände in Verlängerung zu den Portalen werden im Zuge der Baumaßnahme über 700 Großbohrpfähle erstellt. Die Pfahlköpfe werden über einen Pfahlkopfbalken miteinander verbunden. Aufgrund der statischen

Symposium

3 Systemquerschnitt © Leonhard Weiss GmbH & Co. KG

Notwendigkeit ihrer Einspannwirkung in das Tunneltragwerk wird die Bohrpfahlbewehrung bis auf eine Länge von ca. 2 m in die aufgehenden Wandscheiben geführt. Auf den Pfahlkopfbalken lagern die 1,20 m dicken und bis zu 8,82 m hohen Tunnelwände auf. Den Abschluss bildet die Tunneldecke, die an den Auflagerpunkten an den Wänden 1,80 m dick ist. In Mitte der jeweiligen Tunnelröhre haben die Decken eine Dicke von 1,20 m, wobei der Übergang der Deckendicken über die Ausbildung von Vouten in den Auflagerbereichen der Decke erfolgt. Nach Fertigstellung wird das Bauwerk überschüttet und steht somit für Wege, Grünflächen sowie Sport- und Freizeiteinrichtungen zur Verfügung. Um die vorhandene Geländesituation so wenig wie möglich durch den Tunnelneubau zu verändern, wird die Fahrbahn um bis zu 9 m gegenüber der jetzigen Autobahntrasse abgesenkt.

2 Bauablauf Der Bauablauf gliedert sich in zwei Hauptbauphasen und eine Nachlaufphase. Im ersten Bauabschnitt von September 2014 bis Mitte 2016 werden die Nordröhre einschließlich des Innenausbaus sowie der Rohbau für das Betriebsgebäude erstellt. Der erste Bauabschnitt weist einige Zwangspunkte auf, welche den Bauablauf beeinflussen: – Der Baubeginn der Nordröhre erfolgte ab 1. September 2014 auf der Westseite, beginnend ab Block 4. Die Blöcke 1–3 sowie das Westportal samt vorgelagerten Bauteilen können erst nach Freigabe des Baufeldes durch den ausführenden Unternehmer der Talbrücke Heidingsfeld errichtet werden. – Die Nordröhre des Katzenbergtunnels schneidet ab Block 20 in die bestehende Autobahntrasse ein. Voraussetzung für den Rückbau der vorhandenen Autobahn war die Fertigstellung der Behelfsfahrbahn Süd, so dass der gesamte Verkehr im Mai 2015 nach

Süden aus dem Baufeld heraus verschwenkt werden konnte. Zur Herstellung der Behelfsfahrbahn Süd war wiederum die Sperrung des städtischen Kaulwegs Voraussetzung. – Der Rohbau und teilweise der Ausbau des Betriebsgebäudes mussten bis zum 30. September 2015 in einem solchen Umfang fertiggestellt sein, dass das ausführende Unternehmen für die Tunnelausstattung mit seinen Arbeiten beginnen kann. Um diesen Termin zu gewährleisten, wurde die nördliche Tunnelwand, an welche das Betriebsgebäude angebaut wird, vorlaufend hergestellt. Im zweiten Bauabschnitt von Juli 2017 bis Ende 2018 erfolgt, nach Umlegung des gesamten Autobahnverkehrs in die Nordröhre, die Herstellung der Südröhre einschließlich des Innenausbaus. In der Nachlaufphase ab Ende 2019 werden die provisorischen Öffnungen für die Fluchtund Rettungstüren in der Nordwand verschlossen.

4 Zustand vor Baubeginn © Autobahndirektion Nordbayern

5 Bauphase 1 © Autobahndirektion Nordbayern

6 Bauphase 2 © Autobahndirektion Nordbayern

7 Zustand nach Fertigstellung © Autobahndirektion Nordbayern

5 . 2015 | BRÜCKENBAU

Symposium

3 Bautechnik Zur Herstellung der Tunnelwand kommt eine Trägerschalung als Sonderlösung mit einer Vollkunststoffplatte als Schalhaut zum Einsatz. Die großformatigen Aussparungskörper der Tunnelausstattung ohne Notrufnischen, wie unter anderem Lüfter, Elektrotrassen und Beleuchtung sowie Sicherheitstechnik, werden durch vorkonfektionierte Aussparungskörper aus Faserzement realisiert. Die in Tunnellängsrichtung um bis zu 2 m variierenden Wandhöhen und die Aufweitung der Nordröhre um ca. 3,20 m sind bei der Planung der Deckenschalwagen zu berücksichtigen: Der Höhenausgleich erfolgt in variierenden Höhen bis zu ca. 1 m Höhe unter den Verschubträgern der Schalwagen. Bei der Herstellung der Südröhre wird im Bereich der Südwand ein Umbau des Schalwagens erforderlich sein. Jene, welche in der Nordröhre zum Einsatz kommen, bestehen jeweils aus zwei gekoppelten Einheiten, welche ab Block 33 kontinuierlich auseinandergefahren werden. Im Bereich der Blöcke 51–57 müssen diese Schalwagen durch eine Flächenrüstung ergänzt werden.

9 10 Draufsicht und Ansicht des Monitoringsystems © Sensortec GmbH

BRÜCKENBAU | 5 . 2015

4 Besonderheiten der Baustelle 4.1 PP-Faserbeton Bei der Herstellung der Tunnelkonstruktion wird in Wänden und Decke ein Beton eingesetzt, dem 2 kg/m³ monofilamentige Polypropylen-(PP-)Fasern nach DIN EN 14889-2 beigemischt sind. In der ZTV-ING wurde diese Bauweise zwischenzeitlich mit Stand Dezember 2014 als Regelbauweise eingeführt. Die im vorliegenden Fall zur Anwendung kommenden Fasern der baumhueter extrusion GmbH vom Typ Ref 506 sind 6 mm lang und besitzen einen Durchmesser von 2 µm. Dies sind die Regelabmessungen gemäß ZTV-ING, so dass bei ihrem Einsatz mit einer Menge von 2 kg/m³ Beton keine weiteren Nachweise zum Brandwiderstand (Brandversuche) des Betons zu führen sind. Im Brandfall sollen die PP-Fasern ein Abplatzen der Betondeckung verhindern und damit den Betonstahl vor einer zu starken Erwärmung schützen. Die Ausführung eines Betons mit Zugabe von PP-Fasern ersetzt die bislang übliche Praxis, eine verzinkte N-94-Matte im Deckenbereich einzulegen.

8 Faser aus Polypropylen © baumhueter extrusion GmbH

Das Funktionsprinzip im Brandfall basiert auf einem Schmelzen der PP-Fasern. Dadurch entstehen sowohl Mikro- als auch Makrokanäle im Betongefüge, durch welche die auftretende Dampfdruckenergie des gebundenen Wassers entweichen kann. Für den Katzenbergtunnel wurden entsprechende Betonrezepturen in Abstimmung mit dem Betonlieferanten und dem Fachgutachter des Bauherrn für den PP-Faserbeton, der MFPA Leipzig, entwickelt. Vor dem ersten Einsatz des Betons am eigentlichen Tunnel wurden zudem großmaßstäbliche Verarbeitungsversuche an Probekörpern für Wand und Decke durchgeführt. Bei der Verarbeitung von PP-Faserbeton ist ein erhöhter Überwachungsaufwand notwendig. Neben den üblichen Prüfungen für Betone der Überwachungsklasse II werden unter anderem der Luftgehalt, die Blutneigung (Bluteimertest) und der Fasergehalt im Frischbeton regelmäßig geprüft. 4.2 Chlorid-Monitoring An mehreren Bestandstunneln der Bayerischen Straßenbauverwaltung wurden alarmierend hohe Chloridbelastungen von 1,00–1,50 Massen-%, bezogen auf die Zementmasse, in der Lage der Bewehrung festgestellt. Dies betrifft sowohl Bauwerke, welche in offener Bauweise errichtet wurden, als auch solche, welche in geschlossener Bauweise realisiert wurden. Das Alter der entsprechenden Tunnel beträgt zwischen 12 Jahre und 16 Jahre, wobei sich die Belastung auf die Ulmenbereiche bzw. Tunnelwände erstreckt, und dies auf der gesamten Bauwerkslänge. Die Decken der untersuchten Bauwerke wurden hingegen als unkritisch bewertet. Vor diesem Hintergrund hat sich der Bauherr entschieden, die Chloridbelastung aus Tausalzeintrag und damit das Korrosionspotential während der Betriebszeit des Tunnels durch ein Monitoringsystem zu überwachen.

Symposium

11 Tiefenstaffelung der Einzelanoden © Sensortec GmbH

Das Monitoringsystem besteht im vorliegenden Fall aus Anodenleitern, welche in den Tunnelwänden im Bereich der Betondeckung eingebaut werden. Die tiefengestaffelte Anordnung der Einzelanoden ermöglicht hier die Überwachung des zeitabhängigen Eindringens der Schädigungsfront in den Bauteilquerschnitt. Schlussendlich kann auch der Zeitpunkt der Depassivierung der Bewehrung prognostiziert werden. In der Regel beträgt der zeitliche Abstand der Messungen ein Jahr. Autor: Dipl.-Ing. Sebastian Gramlich Leonhard Weiss GmbH & Co. KG, Satteldorf

Bauherr Autobahndirektion Nordbayern, Nürnberg

Betriebstechnische Prüfung GBI Gackstatter Beratende Ingenieure GmbH, Stuttgart

Kostenträger Bundesrepublik Deutschland

Fachgutachter PP-Faserbeton Prof. Dr.-Ing. Frank Dehn, Gesellschaft für Materialforschung und Prüfungsanstalt für das Bauwesen (MFPA) Leipzig mbH, Leipzig

Entwurf und Ausschreibung Autobahndirektion Nordbayern, Nürnberg Tragwerksplanung K+S Ingenieur-Consult GmbH & Co. KG, Nürnberg

Bauleitung Autobahndirektion Nordbayern, Dienststelle Würzburg Confido Ingenieure GmbH, Schweinfurt

Prüfingenieur Prof. Dr.-Ing. Manfred Keuser, München

Ausführung Leonhard Weiss GmbH & Co. KG, Satteldorf

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5 . 2015 | BRÜCKENBAU EINFACH.GUT.GEBAUT

Symposium

Herausforderungen, Planung und Gestaltung

Lärmschutzmaßnahmen im Autobahnbereich bei Würzburg von Markus Wagner

Der sechsstreifige Ausbau der BAB A 3 bei Würzburg stellt nicht nur in technischer Hinsicht hohe Anforderungen an das Großprojekt. Zum Schutz der nahe an die Ausbautrasse heranreichenden Stadtteile sind bis zu 15 m hohe Stütz- und Lärmschutzkonstruktionen notwendig. Diese bewirken neben dem Katzenbergtunnel, beidseitigen Lärmschutzwänden auf der Talbrücke, einer Gradientenabsenkung um bis zu 9 m und lärmmindernden Fahrbahnbelägen einen effizienten Immissionsschutz für die Stadt Würzburg. Aufgrund der Höhe der Stütz- und Lärmschutzeinrichtungen und der exponierten Lage der Autobahn sind gerade in gestalterischer Hinsicht hohe Anforderungen an diese Immissionsschutzbauwerke zu stellen.

1 Bestandstrasse Die BAB A 3 ist eine der wichtigsten und verkehrlich am stärksten belasteten Fernverkehrsverbindungen in Nordbayern. Zwischen den Anschlussstellen Würzburg-Heidingsfeld und Würzburg-Randersacker reicht die A 3 bis nahe an das Kerngebiet der Stadt Würzburg heran. Die Trasse schmiegt sich dort dem hügeligen Gelände an, umfährt den Katzenberg mit dem Ortsteil Heuchelhof und fällt nach Osten in das Maintal ab. Der Talraum Rottenbauer Grund wird östlich der Anschlussstelle Würzburg-Heidingsfeld mit einer Großbrücke, der Talbrücke Heidingsfeld, überquert. Die Steigungsund Gefällestrecken weisen Längsneigungen bis zu 4 % auf. Die Tank- und Rastanlage Würzburg befindet sich darüber hinaus in exponierter Lage mit Blick nach Würzburg.

Die A 3 wurde im Umfeld der Stadt Würzburg Ende der 1950er bis Anfang der 1960er Jahre realisiert. Die Bebauung war damals in Heidingsfeld und am Heuchelhof weit weniger ausgeprägt als heute. Seither ist zudem die Verkehrsbelastung der A 3 um ca. 300 % gestiegen, so dass ihr sechsstreifiger Ausbau unabdingbar geworden ist. Wegen der geringen Entfernung zur Wohnbebauung, der lärmtechnisch ungünstigen Lage der Autobahn, welche eine nahezu ungehinderte Schallausbreitung erlaubt, sowie in Folge der hohen Verkehrsbelastung von ca. 75.000 Kfz/d bei einem Schwerverkehrsanteil von über 20 %, werden die Immissionsgrenzwerte bereits heute an über 1.000 Gebäuden überschritten.

1 Bestandstrasse bei Würzburg mit Blick in Richtung Süden © Hajo Dietz/Luftbild Nürnberg

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2 Bestandstrasse in den 1960er Jahren © Autobahndirektion Nordbayern

Symposium

2 Planung der Ausbautrasse 2.1 Entwicklung und Ziel Mit der nunmehr im Bau befindlichen Trasse sollen nicht nur die verkehrlichen Missstände im Zuge der BAB A 3 und im nachgeordneten Straßennetz beseitigt, sondern auch die verkehrsbedingten Umwelteinwirkungen erheblich verringert werden. Dem Bau ging daher ein mehrjähriger Planungs- und Optimierungsprozess voraus, welcher das Ziel eines wirtschaftlichen Ausbaus mit den hohen Anforderungen an den Immissionsschutz zur Einhaltung der gültigen Grenzwerte bei gleichzeitig dauerhafter Weiternutzung der bestehenden Tankund Rastanlage Heidingsfeld vereinen musste. Die ersten Planungsansätze sahen zunächst den bestandsorientierten symmetrischen sechsstreifigen Ausbau der BAB A 3 vor. Trotz umfangreicher Lärmschutzmaßnahmen stieß dieser Lösungsansatz auf massive Kritik und auf Ablehnung der Stadt Würzburg.

3 Lärmbelastung während der Nacht © Autobahndirektion Nordbayern

2.2 Katzenbergtunneltrasse Um eine allseits anerkannte Entscheidungsgrundlage für die optimale Ausbautrasse zu erarbeiten, wurde daraufhin zwischen der Obersten Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium des Innern und der Stadt Würzburg vereinbart, eine Lenkungsgruppe zu etablieren. Diese Lenkungsgruppe, die sich aus Vertretern des damaligen Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, der Obersten Baubehörde und der Stadt Würzburg zusammensetzte, fungierte als übergeordnetes Entscheidungsgremium und wurde von einer Arbeitsgruppe aus Vertretern der Autobahndirektion Nordbayern und der Stadt Würzburg unterstützt. Sie wurde weiterhin verstärkt durch amtliche Sachverständige, wie Wasserwirtschaftsamt oder Landesamt für Umwelt, sowie durch weitere Fachplaner- und Gutachterbüros. Im Lenkungsverfahren wurde der gesamte Trassenfindungsprozess stufenweise noch einmal neu aufgerollt und nach etwa 15 Monaten intensiver Zusammenarbeit als Ergebnis ein einvernehmlicher Empfehlungsbeschluss für die sogenannte Katzenbergtunneltrasse verabschiedet. Lagemäßig verläuft auch diese Trasse weitgehend auf Bestand, jedoch wird die Gradiente im Bereich Heuchelhof und Heidingsfeld um bis zu 9 m abgesenkt und auf einer Länge von 570 m in einem Tunnel geführt. Der Katzenbergtunnel hat neben einer erheblichen Verbesserung der Lärmsituation vor allem die Verringerung der Trennwirkung der BAB A 3 zwischen den Würzburger Stadtteilen zur Aufgabe.

Trotz deutlicher Absenkung der Autobahn sind zur Einhaltung der Lärmgrenzwerte umfangreiche zusätzliche Lärmschutzmaßnahmen notwendig. Insgesamt entstehen – 2.000 m Steilwälle und -böschungen, – 1.000 m Gabionenwände, – 4.500 m Lärmschutzwände und – 700 m Lärmschutzwälle. Somit kann gewährleistet werden, dass nach dem Ausbau der A 3 die Lärmgrenzwerte nur noch an 16 Gebäuden überschritten werden. Im April 2008 wurde für diese Trasse das Planfeststellungsverfahren eingeleitet und mit Beschluss vom 17. Dezember 2009 abgeschlossen. 3 Gestaltung der Lärmschutzanlagen 3.1 Allgemeines Um einen ausreichenden Immissionsschutz zu gewährleisten, werden bis zu 15 m hohe Lärmschutzkonstruktionen notwendig. Aufgrund dieser ungewöhnlich großen Höhe und wegen der exponierten Lage der BAB A 3 sind gerade in gestalterischer Hinsicht hohe Anforderungen an die Lärmschutzeinrichtungen zu stellen.

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Symposium 3.2 Talbrücke Heidingsfeld Die Lärmschutzwände auf der Talbrücke Heidingsfeld stellen schon allein aufgrund ihrer Höhe von 6 m ein wesentliches Gestaltungselement des Gesamtbauwerks dar. Demzufolge war auch der Lärmschutz Gegenstand des für die Talbrücke durchgeführten Gestaltungswettbewerbs. Die Dynamik der Brücke soll unterstützt werden durch eine einfache Konstruktion und zurückhaltende Ausgestaltung der Bauelemente. Fließende Linien und eine dreiteilige Gliederung der Lärmschutzwand übertragen den unterseitigen Schwung und reduzieren insbesondere aus talseitiger Sicht die große Bauhöhe. Im Bereich der Einfahrt in den Katzenbergtunnel folgt die transparente Lärmschutzwand der Geometrie des Tunnelportals. 3.3 Katzenbergtunnel bis Bauende Auf großer Länge wird ein ausreichender Lärmschutz durch Wälle, Steilwälle, Lärmschutzwände sowie durch Kombinationen jener Elemente erzielt. Die aufgrund ihrer Bauhöhe bedeutendste Lärmschutzkonstruktion findet sich im Anschluss an die Tank- und Rastanlage Würzburg. Hier wird eine Gesamthöhe von mehr als 15 m erreicht. Der Aufwand für die Gestaltung eines solchen Bauwerks sollte daher nicht nur unter dem Gesichtspunkt der Kostenminimierung betrachtet werden. Im Laufe des Planungs- und Gestaltungsprozesses wurde eine Vielzahl von Gestaltungsvarianten entwickelt. Diese reichten von Porenbetonwänden über begrünte

5 »Weinberg« als Gestaltungsvorschlag © Autobahndirektion Nordbayern

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4 Lärmschutzwand: Talbrücke Heidingsfeld © Autobahndirektion Nordbayern

Steilwälle, Gabionenwände, verkleidete Betonwände bis hin zu rohen Spritzbetonwänden. Schnell hat sich gezeigt, dass eine zufriedenstellende optische Wirkung nur durch eine Strukturierung und horizontale Gliederung des Bauwerks möglich ist. Um auch den Bezug des technischen Bauwerks zum umgebenden Natur- und Kulturraum herzustellen, hat sich die Idee, die hohen Stütz- und Lärmschutzwände in Anlehnung an die fränkischen Weinberge zu gestalten, schnell als bevorzugter Lösungsansatz durchgesetzt.

Die horizontale Gliederung wurde dabei durch die Verwendung verschiedener Materialien erreicht. Der Aufbau erfolgt von unten nach oben mit Gabionen, schotterhinterfüllten Stahlgittermatten vor einer Polsterwand bzw. in Einschnittsbereichen einer Spritzbetonwand und abschließender, zur BAB hin abgewinkelter und auskragender Lärmschutzwand. Oberhalb der Gabionen sollte die Wand zusätzlich begrünt werden. Insbesondere hinsichtlich der Dauerhaftigkeit, Unterhaltung und Prüfbarkeit der schotterhinterfüllten Vorsatzschale bestanden jedoch starke Bedenken. Zudem erschien die Begrünbarkeit des Bauwerks nicht zuletzt aufgrund der abgewinkelten Lärmschutzwand sehr fraglich. Ferner war zu befürchten, dass sich die Optik der Gabionenwand von der darüberliegenden schotterverkleideten Konstruktion nicht allzu sehr unterscheidet und somit die Wand in voller Höhe relativ gleichmäßig steinsichtig und damit monoton wirkt. Ursprünglich waren die vier Etagen autobahnseitig nur in Stein, Beton und Glas, also mineralisch konzipiert. Allein aus statischen Gründen musste jedoch die auskragende Lärmschutzwand leichter werden, weshalb hier bei der letztendlich gewählten Lösung hochabsorbierende Aluminiumelemente und am Kragarmende Glas zum Einsatz kommen. Die Aluminiumelemente sind wellenförmig, wobei die Wellen parallel zur Fahrbahnoberkante verlaufen.

Symposium

Neu ist auch die Änderung bei der Materialwahl der Verkleidung des Steilwalls: Wellenförmige Porenbetonelemente ersetzen die schottergefüllte Vorsatzschale. Das Absorbtionselement wird dabei mit senkrechter Welle ausgeführt. In der Schrägsicht und damit aus der Autofahrerperspektive entsteht derart der Eindruck einer gleichförmigen Fläche, bei der die Stoßfugen nicht so deutlich hervortreten wie bei einer waagrechten Wellenstruktur. Im unteren Bereich des Steilwalles begleitet den Autofahrer hingegen eine geneigte Vorsatzgabione, deren Oberkante ebenfalls gradientenparallel verläuft. Die Gesamtkonstruktion soll nicht erdrückend wirken, weshalb die eingesetzten Materialien von unten nach oben heller werden – bis hin zur vollständigen Transparenz. Zum Einsatz kommen daher Granit, Beton, Aluminium und Glas. Neben der Farb- und Materialwahl spielen für die optische Wirkung der Lärmschutzanlage die vorherrschenden Lichtverhältnisse eine entscheidende Rolle.

6 Steilwall mit Lärmschutzwand © Autobahndirektion Nordbayern

Mit Hilfe einer Computeranimation wurde daher die gesamte Anlage realitätsnah abgebildet und deren Erscheinung für tageszeitlich wechselnden Lichteinfall und aus unterschiedlichen Perspektiven überprüft. Auch die Farbwahl wurde optimiert. Als Ergebnis des Gestaltungsprozesses entsteht eine klar gegliederte,

nach oben hin offene Lärmschutzkonstruktion, die trotz ihrer Höhe leicht wirkt. Autor: Baudirektor Dipl.- Ing. (Univ.) Markus Wagner Autobahndirektion Nordbayern, Nürnberg

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Objektbezogene Schadensanalyse, Planung und Ausführung

Instandsetzung der Mainbrücke Schwarzach von Ralf Bothner

Die Mainbrücke Schwarzach im Zuge der Bundesstraße B 22, eine 1958 errichtete Stahlverbundkonstruktion, musste instand gesetzt werden. In Vorbereitung dieser Maßnahme wurde eine objektbezogene Schadensanalyse zur Untersuchung von Rissen im Bestand und zur Ermittlung von Ausgangsdaten für die Instandsetzungsplanung durchgeführt. Auf deren Basis erfolgte dann die Instandsetzungsplanung. Hierbei wird auch der Radweg auf dem Bauwerk auf 2,50 m verbreitert. Die Maßnahme wird in mehreren Bauphasen unter laufendem Verkehr ausgeführt.

1 Einleitung Der Instandsetzung und Ertüchtigung der bestehenden Ingenieurbauwerke kommt eine immer größere Bedeutung zu. Dabei ist eine ganzheitliche Herangehensweise für den Erfolg der Planung unerlässlich. Sie beginnt mit der Bewertung des aktuellen Zustandes des Bauwerks und führt über eine planerische Auseinandersetzung mit dem Bestand zu einer entsprechenden bautechnischen Umsetzung für die erforderlich werdenden Maßnahmen. Dies wurde bei der Instandsetzung der Mainbrücke Schwarzach über eine objektbezogene Schadensanalyse, die Instandsetzungsplanung und die Begleitung der Bauausführung adäquat umgesetzt. Die Mainbrücke Schwarzach wurde 1958 erstellt. Das Bauwerk befindet sich zwischen den Ortsteilen Stadtschwarzach und Schwarzenau der Marktgemeinde Schwarzach am Main und überführt die Bundesstraße B 22 über den Main und zwei Wirtschaftswege. Über die Brücke verläuft der, vor allem im Sommer, hochfrequentierte Mainradweg, der dort bisher nur eine Breite von 1,55 m hat, was zu entsprechenden Problemen beim Begegnungsverkehr führt.

1 Lageplan © Bayrische Straßenbauverwaltung

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Bei den regelmäßigen Bauwerksprüfungen wurden diverse Schäden und Mängel festgestellt, die die Standsicherheit, Verkehrssicherheit und Dauerhaftigkeit des Bauwerks beeinträchtigen. Als Grundlage für die weitere Instandsetzungsplanung wurden eine objektbezogene Schadensanalyse und eine Bauwerkshauptprüfung nach DIN 1076 durchgeführt. Auf Basis der Ergebnisse dieser Untersuchungen wurde dann die Instandsetzungsmaßnahme geplant. Hierbei wurde eine Verbreiterung des hochfrequentierten Geh- und Radwegs auf eine wirtschaftliche Weise umgesetzt, für die vorhandenen Schädigungen entsprechende Maßnahmen vorgesehen und die Brücke mit Schutzeinrichtungen gemäß dem aktuellen Regelwerk ausgestattet. Eine Vollsperrung des Bauwerks wäre mit erheblichen Umwegen für den Verkehr verbunden, weshalb die Maßnahme unter laufendem Verkehr in mehreren Bauphasen abgewickelt werden muss.

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2 Bestandskonstruktion Die Mainbrücke Schwarzach besteht aus einem zweizelligen Stahlverbundhohlkasten. Die Stützweiten betragen 62 m, 86 m, 62 m und ergeben somit eine Gesamtlänge von 210 m. Der Überbau ist in Längsrichtung auf die beiden Pfeilerachsen hin gevoutet, die Bauhöhen messen 1,92 m im Feld und 4,41 m über der Stütze. Die Hauptträger und das Bodenblech sind in Baustahl St 52 ausgeführt, die Querträger und die Aussteifungen in St 37. Die Stahlbetonfahrbahnplatte wurde aus Beton B 450 mit Betonstahl II, im Kragarmbereich mit Betonstahl I, errichtet. Die Widerlager und Pfeiler bestehen aus Beton B160 und verfügen über eine Natursteinverblendung. Die Verbundwirkung wird über Blockdübel mit aufgeschweißten Bewehrungsschlaufen erzielt. 3 Objektbezogene Schadensanalyse 3.1 Allgemeines In Vorbereitung der Instandsetzungsmaßnahme wurde eine objektbezogene Schadensanalyse durchgeführt, wobei insbesondere die Ursachen und der Umfang der bei den regelmäßigen Bauwerksprüfungen festgestellten Schäden an den Schweißnähten untersucht wurden. Weiterhin wurden Materialproben für die Beprobung des vorhandenen Baustahls hinsichtlich Festigkeit und Schweißeignung entnommen. Für die Festlegung der Maßnahmen am Korrosionsschutz und der erforderlichen arbeitsschutzrechtlichen Auflagen wurden außerdem Proben des vorhandenen Korrosionsschutzes entnommen.

3 4 Untersuchung der Risse im Stahl © Leonhardt, Andrä und Partner AG

2 Bauwerksskizzen © Bayrische Straßenbauverwaltung

3.2 Schweißnahtrisse In den vorangegangenen Bauwerksprüfungen war eine Vielzahl von Schweißnahtrissen vermerkt worden. An den bisher detektierten Schweißnahtrissen wurde daher im Zuge der objektbezogenen Schadensanalyse der Korrosionsschutz schichtweise entfernt, teilweise bis zum blanken Stahl. Nach dem Entfernen der jeweiligen Schichten wurden die Stellen nochmals inspiziert und hinsichtlich Rissen untersucht. Unterstützend wurden die Stellen zusätzlich mittels Farbeindringverfahren untersucht.

Als Ergebnis der objektbezogenen Schadensanalyse konnte festgehalten werden, dass viele der bisher detektierten Risse nur im Korrosionsschutz vorhanden sind und nicht in den Schweißnähten oder im Grundwerkstoff. Dies ist vermutlich auf Versprödung des Beschichtungsstoffes, Überschichtdicken oder Ähnliches zurückzuführen. Es sind noch in geringerem Umfang Schweißnahtrisse und -fehler vorhanden, welche im Zuge der Instandsetzungsmaßnahme fachgerecht beseitigt werden müssen.

5 Schweißnahtriss © Leonhardt, Andrä und Partner AG

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Symposium

6 Korrosion beim Bodenblech © Leonhardt, Andrä und Partner AG

3.3 Korrosionsschäden Der vorhandene Korrosionsschutz weist sowohl an den Außen- als auch an den Innenflächen verschiedene Schäden wie Risse, Versprödungen, Verwitterung, Abblätterungen und teilweise beginnende Korrosion im Grundwerkstoff auf. Weiterhin wurden im Hohlkasteninneren diverse Bereiche angetroffen, in denen der Korrosionsschutz durch eindringendes Oberflächenwasser stärker angegriffen ist.

7 Korrosion im Endbereich © Leonhardt, Andrä und Partner AG

Das Eindringen von Wasser in die Hohlkästen ist im Wesentlichen auf folgende Schäden zurückzuführen: – schadhafte Abdichtung der Fahrbahnplatte im Fahrbahn- und Kappenbereich, – undichte und gerissene Gussrohre der Brückenabläufe, – wasserdurchlässige Fahrbahnübergangskonstruktion in Verbindung mit schadhaften Entwässerungsrinnen. Vor allem in den Endbereichen sind die Stegbleche so stark angegriffen, dass hier Teilstücke ausgetauscht werden müssen. Auch die Rollenlager auf den Widerlagern sind stärker korrodiert. 3.4 Untersuchung Baustahl Es wurden drei Stahlproben aus dem vorhandenen Bauwerk entnommen. Diese wurden durch die Landesgewerbeanstalt (LGA) Nürnberg hinsichtlich der Schweißeignung des Materials untersucht, und zwar folgendermaßen: – Untersuchung der chemischen Zusammensetzung mittels Spektral analyse, – metallographische Untersuchung, – Zugversuche zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften. Als Ergebnis konnten folgende Punkte festgehalten werden: Der vorhandene Stahl besteht aus beruhigtem Baustahl und wird als schweißbar eingestuft. 3.5 Untersuchung Korrosionsschutz Es wurden drei Mischproben am Bauwerk entnommen und durch die LGA Nürnberg untersucht. Als Ergebnis konnten folgende Punkte festgehalten werden: – Die vorhandenen Beschichtungen enthalten erhöhte Konzentrationen von Zink- und Alhydbezolen bzw. Blei.

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8 Korrosion der Lager © Leonhardt, Andrä und Partner AG

– Die vorhandenen Farbbeschichtungen sind als »gefährlicher Abfall« einzustufen. – Für die Entfernung der Beschichtungen sind emissionsarme Arbeitsverfahren vorzuziehen. – Beim Entfernen der schadstoffhaltigen Beschichtungen handelt es sich um Arbeiten in kontaminierten Bereichen. Die TRGS 524 und die BGR 128 sind zu berücksichtigen. – Für die Ausführung ist ein Arbeits- und Sicherheitsplan (ASI-Plan) von einer fachkundigen Person zu erstellen. 4 Instandsetzungsplanung 4.1 Allgemeines Auf Basis der Ergebnisse der objektbezogenen Schadensanalyse wurde die Instandsetzungsmaßnahme konzipiert und ausgeschrieben. Folgende Randbedingungen bzw. Vorgaben waren bei der Planung zu berücksichtigen: – Verbreiterung des Geh- und Radweges auf der Oberstromseite auf 2,50 m, – Einbau von Schutzeinrichtungen gemäß dem aktuellen Regelwerk, – keine Überarbeitung des Korrosionsschutzes an den Außenflächen der Brücke.

Symposium

9 10 Überbauquerschnitte © Leonhardt, Andrä und Partner AG

4.2 Veränderung Querschnitt Die Fahrbahnbreiten wurden auf 2 x 3,50 m reduziert. Die Geländer werden außen auf die Gesimsköpfe aufgesetzt, und somit wird der Platz für die Verbreiterung des Geh- und Radweges geschaffen. Die Kappen werden komplett erneuert, an den Fahrbahnrändern werden als Schutzeinrichtungen H2/W4-Systeme vorgesehen. 4.3 Korrosionsschutzmaßnahmen An den Innenflächen der Hohlkästen sowie an den Rollenlagern auf den Widerlagern wird eine partielle Vollerneuerung des Korrosionsschutzes vorgenommen. Es kommt dazu ein System nach Blatt 94 der ZTV-Ing. zur Anwendung. Aufgrund der hohen Blei- und Zinkgehalte sind für die Ausführung der Korrosionsschutzarbeiten entsprechende Einhausungen mit Bewetterung, Personenschleuse, Schwarz-Weiß-Bereichen vorzusehen.

11 Korrosionsschutzmaßnahmen © Leonhardt, Andrä und Partner AG

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Symposium

12 13 Austausch der Übergangskonstruktionen © Leonhardt, Andrä und Partner AG

4.4 Weitere Maßnahmen Weiterhin werden folgende Maßnahmen vorgesehen: – Erneuerung der Bauwerksent wässerung, – Erneuerung von Abdichtung und Belag, – Betoninstandsetzung bei Fahrbahn platte und Widerlager, – Erneuerung der Übergangs konstruktionen.

14 Gliederung in Bauphasen © Leonhardt, Andrä und Partner AG

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4.5 Bauphasen Die Abwicklung der Maßnahme verläuft in vier Bauphasen mit halbseitiger Sperrung einer Fahrbahn. Aufgrund des Ausführungszeitraums wird eine Winterpause mit einer zweispurigen Verkehrsführung vorgesehen.

5. Bauausführung 5.1 Allgemeines Die Ausführung der Instandsetzungsmaßnahme wurde im Juli 2015 begonnen und soll planmäßig in 2016 abgeschlossen werden. Nachfolgend wird auf einzelne Aspekte der bisher erfolgten Arbeiten eingegangen.

Symposium fahrtspolizeiliche Genehmigung beim zuständigen Wasserschifffahrtsamt (WSA) Schweinfurt einzuholen. Das Gerüst musste so errichtet werden, dass das Schifffahrtsprofil nicht tangiert wird.

15 Verkehrsprobleme … © Leonhardt, Andrä und Partner AG

5.2 Verkehrsführung Die Ausführung der Instandsetzungsmaßnahme erfolgt in mehreren Bauphasen unter Verkehr. In den Hauptphasen ist jeweils eine halbseitige Sperrung mit Lichtsignalanlage vorhanden. Als Fahrbahnbreite verbleiben hier noch 3,00 m. Zur Sicherung des Fußgängerverkehrs auf der Kappe werden entlang dem Schrammbordbereich Absperrschranken eingebaut. Die Sicherung des Baufeldes erfolgt mit einer Betonschutzwand. Durch die geringe Fahrbahnbreite kam es wiederholt zu Problemen bei der Durchfahrt von Lkws, landwirtschaftlichen Fahrzeugen etc. Daraufhin wurden noch Maßnahmen getroffen, um unter anderem die Einfahrt überbreiter Fahrzeuge in die Verkehrssicherung zu vermeiden.

5.4 Gesimse Die Gesimsköpfe sind im Bestand Teil des Konstruktionsbetons des Kragarms und über Bewehrung an ihn angeschlossen. Ihr Abbruch erfolgte daher mittels Höchstdruckwasserstrahlen, die Anschlussbewehrung wird erhalten. Nach dem Abbruch des Gesimses wurde festgestellt, dass die Anschlussbewehrung im Bestand länger ausgeführt worden war, als in den entsprechenden Plänen eingetragen. Um die vorhandene Anschlussbewehrung weiter nutzen zu können, aufwendige Anpassungs- und Kröpfarbeiten an ihr zu vermeiden und zudem eine ausreichende Betondeckung zu erzielen, wurde die Gesimsbreite um 5 cm auf 40 cm vergrößert. Die Kappenbewehrung wurde demgemäß angepasst. Autor: Dipl.-Ing. (FH) Ralf Bothner Leonhardt, Andrä und Partner Beratende Ingenieure VBI AG, Stuttgart

17 Anschlussbewehrung am Gesims © Leonhardt, Andrä und Partner AG

Bauherr Freistaat Bayern, vertreten durch das Staatliche Bauamt Würzburg Schadensanalyse und Entwurf Leonhardt, Andrä und Partner, Beratende Ingenieure VBI AG, Stuttgart Ausführungsplanung HF Fischer Ingenieure GmbH, Kitzingen Arbeitsschutz B & O Concept Consulting GmbH, Haßfurt Prüfingenieur Prof. Dr.-Ing. Robert Hertle, Gräfelfing Bauausführung Bauunternehmung Glöckle Hoch- und Tiefbau GmbH, Schweinfurt

5.3 Gerüste Für den Abbruch und Neubau der Kappen und Gesimse sind ein entsprechendes Trag- sowie Schutz- und Arbeitsgerüst erforderlich. Die Kragarme des Überbaus konnten für die Lasteinleitung eines entsprechenden Gerüstes aber nicht nachgewiesen werden, weshalb eine Sonderlösung gewählt werden musste. Es kommt daher eine Konstruktion aus Holzkonsolen zur Ausführung, die auf dem Untergurt des Hohlkastens aufstehen und über eingeklebte Anker an der Fahrbahnplatte im Bereich über dem Hauptträger befestigt werden. Aufgrund der Ausführung der Gerüste über der Bundeswasserstraße Main war eine entsprechende strom- und schiff-

16 Kappengerüst als Sonderkonstruktion © Leonhardt, Andrä und Partner AG

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S y m posiu m Korrosionsschutz für dynamisch belastete Konstruktionen

Feuerverzinken im Brückenbau und von Lärmschutzwänden von Dietmar Hildebrandt

In der Verkehrsinfrastruktur hat sich der Korrosionsschutz durch Feuerverzinken seit vielen Jahrzehnten bewährt. Für Schutzplanken, Lärmschutz- und Geländerkonstruktionen, Fußgängerbrücken oder Schilderbrücken und -maste ist er zu einem nicht ersetzbaren Standard geworden. Im Bereich dynamisch belasteter Tragwerke wie Straßenbrücken kam er bisher jedoch kaum zur Anwendung. Stahl- und Verbundbrücken für Verkehrszwecke wurden in Deutschland bisher zumeist durch Beschichten vor Korrosion geschützt, obwohl dieses Verfahren nur eine Schutzdauer von ca. 25 Jahren bietet. Die um ein Vielfaches dauerhaftere Feuerverzinkung wurde bisher selten gewählt, da ihr Einfluss auf die Ermüdungsfestigkeit von zyklisch belasteten Bauteilen nicht ausreichend erforscht war. Dies hat sich nun geändert.

1 Eignung für Brückenbauwerke Aktuelle wissenschaftliche Untersuchungen belegen, dass eine Feuerverzinkung auch für dynamisch belastete Bauwerke wie Straßenbrücken geeignet ist. Stahlund Verbundbrücken sind zyklischen Belastungen ausgesetzt, die einen Nachweis gegen Werkstoffermüdung gemäß DIN EN 1993-2 und DIN EN 1994-2 erfordern. Feuerverzinkte Bauteile sind bislang nicht in der Bemessungsnorm erfasst. Um die grundsätzliche Eignung der Feuerverzinkung für zyklisch belastete Brückenbauteile zu erbringen, wurden Versuche zur Ermüdungsfestigkeit an für den Brückenbau typischen Details (Kerbfällen) in feuerverzinktem und unverzinktem Zustand durchgeführt (Bild 1). Die an dem FOSTA-Forschungsprojekt »P 835: Feuerverzinken im Stahl- und Verbundbrückenbau« [1] beteiligten Wissenschaftler der Technischen Universität Dortmund, der Staatlichen Materialprüfanstalt Darmstadt und des Instituts für Korrosionsschutz Dresden kamen zu dem Ergebnis, dass die Feuerverzinkung für den Einsatz an zyklisch belasteten Brückenbauteilen geeignet ist, wenn bestimmte Konstruktions- und Ausführungsaspekte berücksichtigt werden.

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Diese sind nun in einer Arbeitshilfe zur Anwendung der Feuerverzinkung im Stahl- und Verbundbrückenbau dargestellt. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde auch der Nachweis für eine theoretische Korrosionsschutzdauer von 100 Jahren für stückverzinkte Brückenbauteile erbracht. Hierdurch wurde der Weg für das Feuerverzinken als Korrosionsschutz an Stahl- und Verbundbrücken frei gemacht. 2 Wartungsfreier Korrosionsschutz Für Brückenbauwerke wird in der Regel eine Lebensdauer von mindestens 100 Jahren gefordert. Werden Stahl- und Verbundbrücken durch Beschichten vor Korrosion geschützt, dann ist die Beschichtung erfahrungsgemäß nach ca. 25–30 Jahren zu erneuern. Bezogen auf 100 Jahre sind neben einer Erst- in der Regel zwei bis drei Erneuerungsbeschichtungen erforderlich, die Kosten und zumeist auch erhebliche Verkehrsstörungen verursachen. Kommt eine Feuerverzinkung zum Einsatz, so ist bei Zinküberzugsdicken von mindestens 200 µm eine Korrosionsschutzdauer von 100 Jahren erreichbar.

1 Schematische Darstellung: experimentelle Untersuchungen beim Forschungsprojekt zum Feuerverzinken im Stahl- und Verbundbrückenbau © Aus [1]

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Im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit sind feuerverzinkte Brücken gegenüber beschichteten im Vorteil, was mehrere wissenschaftliche Untersuchungen zeigen. So kommt beispielsweise eine aktuelle Studie der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) [2], die eine feuerverzinkte mit einer beschichteten Stahlverbundbrücke verglichen hat, zu dem Ergebnis, dass die Feuerverzinkung bereits bei den Erstkosten günstiger ist und die Gesamt-, also summierten Lebenszykluskosten der feuerverzinkten Brücke ca. 10 % niedriger sind als bei der betrachteten beschichteten Brücke (Bild 2). Die ermittelten externen Kosten der feuerverzinkten Brücke lagen sogar um 20 % niedriger als bei der beschichteten Brücke. Auch im Hinblick auf die Nachhaltigkeit macht die BASt-Studie klare Aussagen: So verursacht die feuerverzinkte Brücke ca. 20 % weniger CO2-Emissionen als die beschichtete Brücke.

3.2 Leaside-Brücke Die 400 m lange Leaside-Brücke in Toronto [3] wurde 1927 als beschichtete Stahlkonstruktion errichtet und 1969 von vier auf sechs Spuren erweitert. Diese Erweiterung erfolgte mit feuerverzinktem Stahl. Im Jahr 2007 wurden zudem große Teile der Tragstruktur gegen verstärkte Stahlbauteile ausgetauscht, um dem gestiegenen Verkehrsaufkommen gerecht zu werden. In der 38-jährigen Nutzungszeit von 1969–2007 musste der beschichtete Teil zweimal instand gesetzt werden, während die feuerverzinkten Elemente auch im Jahr 2007 noch immer hohe Zinkschichtdicken aufwiesen (Bild 3).

2 Ergebnis der BASt-Studie © Bundesanstalt für Straßenwesen

3 Feuerverzinkte Brücken 3.1 Allgemeines Auch wenn aufgrund der oben genannten Forschungsergebnisse der Weg für eine breite Anwendung der Feuerverzinkung im Brückenbau erst jetzt ermöglicht ist, gibt es bereits sehr positive Langzeiterfahrungen mit existierenden feuerverzinkten Stahl- und Verbundbrücken.

3 Leaside-Brücke in Toronto © Nathan Holt/Historic Bridges

4 Lydlinch-Brücke in Dorset © Iqbal Johal

3.3 Lydlinch-Brücke Im Jahr 1942 errichteten kanadische Truppen in Vorbereitung des D-Days im britischen Lydlinch eine Mobil-Brücke aus feuerverzinktem Stahl [4]. Eine Inspektion des 72 Jahre alten Bauwerks in 2014 kam zu dem Ergebnis, dass sich die feuerverzinkte Stahlkonstruktion noch immer in einem sehr guten Zustand befindet. Messungen an den Stahlprofilen ergaben Zinkschichtdicken zwischen 126 µm und 167 µm. Es ist davon auszugehen, dass die Lydlinch-Brücke weitere 50 Jahre korrosionsfrei bleiben wird (Bild 4). 3.4 Höllmecke-Brücke Seit 1987 überspannt die ca. 60 m lange feuerverzinkte Höllmecke-Brücke die Lenne bei Werdohl [5]. In 2014 wurde diese Bogenbrücke inspiziert (Bild 5), wobei die visuelle Prüfung keine erkennbare Korrosion und ein optisch unterschiedliches Erscheinungsbild zeigte. Die Bögen sind auf der Oberseite und an den Seitenflächen braun verfärbt. Messungen der Zinkschichtdicken belegen, dass es sich hierbei nicht um Korrosion an der

Stahlkonstruktion, sondern um eine Braunfärbung des Zinküberzuges handelt. Alle weiteren feuerverzinkten Bauteile sind verzinkungstypisch hellgrau. Die gemessenen Zinkschichtdicken liegen zwischen 150 µm und mehr als 500 µm. Damit ergibt sich eine rechnerische Schutzdauer für weitere 75 Jahre und mehr.

5 Höllmecke-Brücke bei Werdohl © Institut Feuerverzinken GmbH

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Feuerverzinkter Bewehrungsstahl ist ein zugelassenes Bauprodukt. Gemäß der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung (Z-1.4-165) [6] dürfen feuerverzinkte Betonstähle wie unverzinkte zur Bewehrung von Stahlbeton nach DIN EN 19921-1:2011-01 (Eurocode 2) unter Beachtung der Regeln dieser Zulassung Anwendung finden.

6 Nete-Kanal-Brücke bei Lier © Institut Feuerverzinken GmbH

3.5 Brücke über den Nete-Kanal 1993 wurde eine feuerverzinkte Verbundträger-Brücke über dem belgischen Nete-Kanal bei Lier mit einer Gesamtlänge von 90 m erbaut [5]. 2014 wurde sie überprüft (Bild 6): Nach 21 Jahren Nutzungszeit befindet sich die Feuerverzinkung in einem hervorragenden, mängelfreien Zustand. Die stichprobenartig gemessenen Zinkschichtdicken der Brücke lagen weit über 300 µm, so dass mit einer weiteren Korrosionsschutzdauer von mehr als 150 Jahren zu rechnen ist.

4 Feuerverzinkter Betonstahl Beton ist an Brückenkonstruktionen vielfältigen Belastungen ausgesetzt. Tausalzeinflüsse sowie Karbonatisierung sind beispielsweise potentielle Auslöser für Korrosion am Bewehrungsstahl von solchen Bauwerken. Als Folge der korrosionsbedingten Volumenvergrößerung des Bewehrungsstahls kommt es zum Absprengen des Betons. Durch den Einsatz von feuerverzinktem Bewehrungsstahl kann dieser Wirkungsmechanismus jedoch langfristig vermindert werden. Die Wahl von feuerverzinktem Bewehrungsstahl empfiehlt sich für alle Brückenbauwerke, die regelmäßig Tausalzen ausgesetzt sind oder in Meerwasserbereichen stehen. Besonders belastet sind die Brückenkappen: Da jene aus unverzinktem Stahl in der Regel nach ca. 30 Jahren erneuert werden müssen, besteht sowohl beim Neubau von Brücken als auch im Sanierungsfall die Möglichkeit, feuerverzinkten Bewehrungsstahl zu verwenden (Bild 8).

8 Brückenkappe mit feuerverzinkter Bewehrung © Institut Feuerverzinken GmbH

Langzeituntersuchungen aus den USA beweisen den hochwirksamen Schutz der Feuerverzinkung im Betonbrückenbau [7]. Messungen zeigten, dass der feuerverzinkte Bewehrungsstahl nach 26–29 Jahren Nutzungsdauer noch immer über hohe Zinkschichtdicken verfügte, die zwischen 155 µm und 236 µm betrugen (Bild 9). Die untersuchten Brücken waren regelmäßig Tausalzen bzw. Salzeinflüssen durch unmittelbare Meeresnähe ausgesetzt.

7 Stoneham-Brücke bei Quebec © American Galvanizers

3.6 Stoneham-Brücke Ein noch junges Praxisbeispiel ist die Stoneham-Brücke bei Quebec in Kanada aus dem Jahr 2011 [3]. Sie hat eine Spannweite von 68 m und wurde in Stahlverbund-Bauweise realisiert. Nicht nur ihr Stahltragwerk wurde feuerverzinkt ausgeführt, auch der Bewehrungsstahl der Betonbögen und der Fahrbahn ist feuerverzinkt (Bild 7).

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9 Chlorid- und Schichtdickenmessungen an Brücken in den USA © International Zinc Association/[7]

Symposium 5 Lärmschutzkonstruktionen Der Korrosionsschutz durch Feuerverzinken wird für Lärmschutzeinrichtungen seit langem verwendet und hat sich für derartige Bauwerke bewährt (Bild 10). Im Hoheitsbereich von Bund und Ländern, bzw. wenn vertraglich vereinbart, sind Stützkonstruktionen von Lärmschutzbekleidungen gemäß ZTV-ING Teil 4, Abschnitt 3 als Duplex-System aus einer Feuerverzinkung und einer zusätzlichen Beschichtung auszuführen. Zu den Stützkonstruktionen von Lärmschutzbekleidungen zählen Pfosten sowie die Tragund Unterkonstruktionen. Die Deutsche Bahn AG bzw. die DB Netz AG als ihr Tochterunternehmen haben diesbezüglich eigene Richtlinien. Im August 2015 wurde die aktualisierte Richtlinie 804 der DB Netz AG »Eisenbahnbrücken (und sonstige Ingenieurbauwerke) planen, bauen und instand halten« [8] gültig. Sie sagt aus, dass eine Feuerverzinkung für Bauteile, die planmäßig Einwirkungen aus Eisenbahnverkehr abtragen, mit Ausnahme von Windverbänden nicht zulässig ist. Im Hoheitsbereich der Deutschen Bahn ist somit die Feuerverzinkung für Lärmschutzwandpfosten möglich, wenn keine planmäßigen Einwirkungen aus Eisenbahnverkehr abzutragen sind. In der Praxis werden feuerverzinkte Stützkonstruktionen von Lärmschutzbekleidungen im Bereich der DB Netz AG seit langem verwendet. Die Feuerverzinkung von Torsionsbalken ist nach Richtlinie 804 nicht zulässig. Gemäß der Technischen Mitteilung 1-2015-10055 I.NPF 2 der DB Netz AG zur »Berechnung von LärmschutzwandTorsionsbalken« [9] vom Juni 2015 dürfen jedoch Lärmschutzwand-Torsionsbalken feuerverzinkt ausgeführt werden, wenn bestimmte Konstruktions- und Ausführungsaspekte berücksichtigt werden.

Literatur [1] Ungermann, Rademacher, Oechsner, Simonsen, Lebelt: Feuerverzinken im Stahl- und Verbundbrückenbau. Gemeinschaftsausschuss Verzinken (GAV), Bericht Nr. 164, Düsseldorf, 2014. [2] Kuhlmann, Ummenhofer, Maier, Zinke, Fischer, Schneider: Bericht zum Forschungsprojekt FE 089.0291/2013: Nachhaltigkeitsberechnung von feuerverzinkten Stahlbrücken. Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Brücken- und Ingenieurbau, Heft B 112, Bergisch Gladbach, 2015. [3] Institut Feuerverzinken (Hrsg.): Feuerverzinkte Stahl- und Verbundbrücken. Broschüre, Düsseldorf, 2014. [4] Johal, I.: Seventy two years young. Lydlinch Bridge, Dorset; in: Hot-Dip-Galvanizing, Heft 4.2014, S. 12–13.

[5] Glinde, H.: Noch selten, aber dauerhaft. Feuerverzinkte Straßenbrücken in der Praxis; in: Feuerverzinken Special »Dauerhaftigkeit in der Praxis«, Düsseldorf, 2014, S. 18–23. [6] Deutsches Institut für Bautechnik (Hrsg.): Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z-1.4-165 »Feuerverzinkte Betonstähle«, Berlin, 20.11.2014. [7] International Zinc Association (Hrsg.): Examples of use of Galvanized Reinforcement in Highways and Bridges, Washington, 2013, und www.galvanizedrebar.com. [8] DB Netz (Hrsg.): Richtlinie 804 »Eisenbahnbrücken (und sonstige Ingenieurbauwerke) planen, bauen und instand halten«, Berlin, 2015. [9] DB Netz (Hrsg.): 1-2015-10055 I.NPF 2 zu Ril 804: 5501 Lärmschutzanlagen. Berechnung von Lärmschutzwand-Torsionsbalken, Einwirkungen, Schnittgrößenermittlung und Bemessung. Berlin, 01.06.2015.

6 Fazit Der Korrosionsschutz hat sich in der Verkehrsinfrastruktur bewährt. Für dynamisch belastete Konstruktionen wie Brückenbauwerke ist er seit kurzem anwendbar und eine wirtschaftlichere und nachhaltigere Lösung als Beschichtungen. Autor: Dipl.-Ing. (FH) Dietmar Hildebrandt Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf

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S y m posiu m Die Beispiele Katzenbergtunnel und Talbrücke Heidingsfeld

Digitales Planmanagement bei Großprojekten von Andreas Fersch, Alexander Strutzke

Großprojekte, wie der Katzenbergtunnel und die Talbrücke Heidingsfeld an der Bundesautobahn A 3 im Raum Würzburg, haben insbesondere im Planmanagement sehr komplexe Workflows. Der gesamte Prüf- und Genehmigungsprozess wird daher in beiden Fällen digital im internetbasierten Projektraum EPLASS durchgeführt. Die Vorteile sind Zeit- und Kostenersparnis, weil nur sehr wenige Pläne ausgeplottet und verteilt werden, sowie nachvollziehbare Planläufe im Prüf- und Genehmigungsprozess: Jeder Nutzer kann jederzeit sehen, welchen Status ein Plan hat und an welcher Stelle im Workflow selbiger auf Prüfung und Genehmigung wartet. 1 Einleitung EPLASS und die Autobahndirektion Nordbayern schreiben seit langer Zeit gemeinsam eine Erfolgsgeschichte. EPLASS entstand ursprünglich 1995 aus einem Ideenwettbewerb der Deutschen Bahn AG, um für die Neubaustrecke Nürnberg– Ingolstadt ein digitales Planmanagement zu entwickeln, und ging daraus als Gewinner hervor. Der erste Kunde, der diese Softwarelösung wirklich in der Praxis eingesetzt hat, war jedoch 1997 die Autobahndirektion Nordbayern bei den Projekten »Brücke Osternohe« und »Brücke Schnaittach«, beide im Zuge der Bundesautobahn A 9 errichtet. Seit dieser Zeit hat sich EPLASS vor allem bei Großprojekten im Infrastrukturbereich einen sehr guten Ruf erarbeitet und stetig weiterentwickelt. Nicht nur bei Vorhaben der Bahn, wie zum Beispiel bei der bereits erwähnten Neubaustrecke Nürnberg–Ingolstadt oder dem Verkehrsprojekt Deutsche Einheit Nr. 8, bekannt als die Bahnmagistrale Nürnberg–Erfurt– Leipzig/Halle–Berlin und ehedem Deutschlands längste Baustelle, bei »Stuttgart 21« mit der Neubaustrecke nach Ulm oder

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1 Workflow der Ausführungspläne bei der Talbrücke Heidingsfeld © Autobahndirektion Nordbayern/ EPLASS project collaboration GmbH

bei der zweiten S-Bahn-Stammstrecke in München, kommt EPLASS zur Anwendung, sondern auch im Autobahnbau, wie unter anderem bei der DEGES, bei Hessen Mobil, dem Niedersächsischen Landesamt für Straßenbau und nicht zuletzt den Autobahndirektionen Südbayern und Nordbayern. Auch in den

beiden BIM-Pilotprojekten im Brückenbau der deutschen Bundesregierung, der Filstalbrücke (Deutsche Bahn) sowie der Petersdorfer Brücke (DEGES) wird EPLASS genutzt. Dabei werden die aktuellen Pläne und Prüfberichte direkt mit den BIM-Modellen verbunden.

S y m posiu m

2 Talbrücke Heidingsfeld: geöffneter Schalplan mit Prüfvermerk (in Blau) © Autobahndirektion Nordbayern/ EPLASS project collaboration GmbH

2 Prüf- und Genehmigungsprozesse In den Anfängen der digitalen Prüf- und Genehmigungsprozesse musste relativ viel Überzeugungsarbeit geleistet werden, damit Prüfingenieure oder Behörden statt auf Papierplänen an Bildschirmen die Prüfungen vornehmen. Dies ist heutzutage nicht mehr der Fall. Interessanterweise sind es gerade Behörden, die digitale Prüfprozesse bevorzugen und die Pläne auf die Weise auch mit allen Prüfvermerken und Begleitdokumenten digital archivieren. Die wichtigsten Merkmale einer digitalen Prüfumgebung sind die Kosten- und Zeitersparnis sowie die Transparenz. Um derartige Vorteile zu erzielen, hat der Projektraum viel Komfort zu bieten. Nutzer, die erst einen Plan herunterladen, dann bearbeiten, neu abspeichern und anschließend wieder hochladen müssen, haben diesen Komfortgewinn nicht. Zudem ist es vorstellbar, dass sich beim Neuspeichern eines pdf-Dokuments im schlimmsten Fall durch falsche oder nicht vorhandene Schriftarten kleine Fehler einschleichen. So kann etwa aus einer 2 hoch 3 (2³) rasch eine 23 werden. Bezogen auf eine Statik, möchte man lieber nicht an die Auswirkungen denken. Zum Komfort gehört deshalb, dass sich der Plan innerhalb des Projektraums ansehen, bearbeiten und speichern lässt.

Dabei wird zum Beispiel gleichzeitig die Bearbeitungsfarbe als unveränderlich, also gemäß der Farbe in der Workflowaufgabe (Bilder 1 und 2) definiert. So bleibt auf einen Blick erkennbar, wer welche Änderungen veranlasst hat. Veränderungen werden im Übrigen nicht in der Originaldatei gespeichert, sondern in separaten Layern, die über den Plan gelegt werden. Das hat den Vorteil, dass ein Plan sogar in einen parallelen Prüfworkflow gehen kann, am Ende die Eintragungen aller Prüfer auf einem Plan vorhanden sind und gegebenenfalls vom Plankoordinator genehmigt bzw. eingearbeitet werden. Die Genehmigung bzw. Freigabe eines Plans ist standardmäßig mit einem Passwort möglich. Dies entspricht nach dem Signaturgesetz der einfachen elektronischen Signatur und wird auch so beim Tunnel Katzenberg und der Talbrücke Heidingsfeld gehandhabt. Realisierbar sind hier aber ebenso die fortgeschrittene elektronische Signatur mit einem Signpad, analog zu den elektronischen Signaturen des DHL- oder UPS-Boten, oder die qualifizierte Signatur mit Chipkarte und PIN, wie unter anderem vom Eisenbahnbundesamt für alle Pläne im Eisenbahnbau gefordert wird.

3 Übergreifende Zusammenarbeit Projekt- oder unternehmensübergreifende Zusammenarbeit (collaboration) ist in der Baubranche normal. In der IT scheitert sie oft daran, dass firmeneigene Netze nach außen geschlossen sind und keine anderen Unternehmen oder Personen eingebunden werden können. Da im digitalen Planmanagement ebenfalls unternehmensübergreifende Zusammenarbeit stattfindet, muss ein Projektraum im Internet alle Projektbeteiligten einbinden. Bei der Talbrücke Heidingsfeld sind das neben der Autobahndirektion Nordbayern unter anderem die Baufirma bzw. eine Arbeitsgemeinschaft aus mehreren Baufirmen, die Prüfingenieure, weitere fachtechnische Prüfer etc.

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Symposium

Dabei sind vor allem Sicherheit und Geschwindigkeit wesentliche Faktoren eines Projektraums. Bei der Sicherheit geht es vor allem um den Schutz der Daten vor Dritten und vor Verlust. Auch sollen die Daten im gleichen Rechtsraum bleiben, also zum Beispiel nicht in Nordamerika für ein deutsches Projekt gespeichert werden, wo man sich nicht sicher sein kann, wer unter welchem Vorwand Zugriff auf sie erhält. EPLASS speichert seine Daten mehrfach redundant und mit einem durchdachten Backup-Konzept ausschließlich in Deutschland. Das gesamte Unternehmen ist zudem nach der neuesten Norm ISO 27001:2013 zertifiziert und wird regelmäßig, etwa von der Deutschen Bahn, auditiert. Um eine sehr gute Performance zu bieten, werden die Pläne auf den Hochleistungsrechnern im firmeneigenen Rechenzentrum geöffnet und lediglich die im Moment relevanten Bildschirminhalte an den Nutzer übertragen. So lässt sich selbst ein mehrere 100 MB großer Plan in wenigen Augenblicken betrachten und gegebenenfalls ändern.

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4 Beispiel: Talbrücke Heidingsfeld Bild 1 zeigt den Planlaufworkflow für die Ausführungspläne der Autobahndirektion Nordbayern am Beispiel der Talbrücke Heidingsfeld. Sie alle durchlaufen diesen Workflow von oben nach unten, beginnend mit dem sogenannten Planaufsteller und endend mit dem genehmigten Bestandsplan. Ziel eines Projektraums ist es, über möglichst viel »Intelligenz« und Automatismus in einem solchen Workflow zu verfügen: Nach dem Planaufsteller erhält zunächst der Auftragnehmer, also die Baufirma, die Pläne. Von dort werden sie dann je nach Plantyp an unterschiedliche Stellen weitergeleitet, was automatisch aus der Plancodierung erkannt und von EPLASS entsprechend vorgenommen wird, ohne dass es noch Bearbeitung per Hand bedarf. Und selbst im Fall der Ablehnung eines Plans geht selbiger automatisch an den richtigen Planer zurück. Die statisch-konstruktive sowie die geometrische und vertragliche Prüfung werden von einem Prüfingenieur vorgenommen. Bei der schweiß- und korrosionsschutztechnischen Prüfung wird zunächst von der zuständigen Prüf-

instanz geprüft, dann vom Planer gleichgestellt und anschließend vom Prüfingenieur geprüft. Nachdem die Prüfingenieure ihre Arbeit erledigt haben, wird der Plan vom Planer gleichgestellt und an die Baufirma weitergereicht. In der Folge gehen die Pläne erneut zu einem Prüfingenieur, um anschließend von der Autobahndirektion Nordbayern zur Reinschrift freigegeben zu werden. Danach wird dann ein kleiner Workflow zum Übergang in den Bestandsplan gestartet. Das heißt, der BestandsplanWorkflow wird erst gestartet, wenn das entsprechende Bauteil hergestellt ist. Jeder automatisierbare Schritt im Workflow wird in EPLASS programmiert. Beispielsweise kümmert sich die Software um die Indexerhöhung, so dass keinesfalls Pläne mit gleichem Index oder Indexlücken existieren, sowie um ihre automatische Weiterleitung an die richtigen Personen. Ein Terminmanagement mit Ampelanzeige, Meilensteinkonzept und Berechnung des »kritischen Wegs« ist in dem Zusammenhang ebenfalls realisierbar.

Symposium

5 Organisationshandbuch Zur Unterstützung aller Beteiligten im Projekt hat die Autobahndirektion Nordbayern ein Organisationshandbuch erstellt. Es wird zwar als »Dokumentation zu EPLASS« bezeichnet, enthält jedoch viel mehr. So werden in ihm neben den Workflows unter anderem die Projektbeteiligten inklusive Unterschriftenberechtigung aufgelistet, Plancodierungen festgelegt, der Plankopf und die Unterschriftenanordnung auf diesem geregelt etc. Das sind prinzipiell alles Angaben, deren Festlegung auch ohne Nutzung einer Planmanagementsoftware in jedem Bauprojekt erfolgen muss, was in der Praxis jedoch nicht immer gut funktioniert. Aus der fast 20-jährigen Erfahrung von EPLASS als Ingenieurdienstleister in der Beratung von Großprojekten ist die Autobahndirektion Nordbayern als ein sehr gutes Beispiel in der Projektorganisation herauszuheben. Ein solches Organisationshandbuch, wie sie es sogar bei kleineren Projekten einsetzt, beantwortet viele Fragen der Beteiligten umgehend

und ist zudem eine hervorragende Basis, um Prozesse weitgehend zu standardisieren und zu automatisieren. Autoren: Dipl.-Ing. (FH) Andreas Fersch Dipl.-Geogr. Dipl.-Betriebsw. (FH) Alexander Strutzke EPLASS project collaboration GmbH, Würzburg

CISILENT® System für mobile und stationäre Lärmschutzwände. Revolutionärer Schallschutz für Fahrbahnübergänge.

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PRODUKTE UND PROJEKTE Revolutionäres System mit nachgewiesener Wirkung von Calenberg Ingenieure

Schallschutz für Fahrbahnübergänge in Straßenbrücken Straßen sind die Adern dieses Landes, verbinden sie doch Menschen und Industriebetriebe. Und Autobahnen stellen in dem Zusammenhang die Arterien und Venen dar, die, zum schnellen Transport geplant, hohe Geschwindigkeiten zu fahren erlauben, wobei auf ihnen abschnittsweise bis zu 80.000 Kfz/d gezählt werden. Menschen, die im Einflussbereich einer stark frequentierten Brücke wohnen, zahlen einen erheblichen Preis für die Vorteile, welche die Allgemeinheit aus jenen Verkehrswegen zieht: die Beeinträchtigung ihrer körperlichen und geistigen Gesundheit. Lärmschutzwände entlang der Straße und die Oberflächengestaltung der Beläge verbessern zwar die Situation, aber gerade die Dehnfugen am Beginn und Ende der Brücken lassen sich durch solche diese Maßnahmen nicht optimieren. Wer kennt es nicht, das »Tamm-Tamm«, mit dem die Räder die Übergangskonstruktion einer Dehnfuge queren? Die Hersteller der Übergangskonstruktionen haben durch deren Formgebung die Entstehung des Luftschalls gemindert, der durch die direkte Berührung zwischen Rad, Fahrtwind und Übergang entsteht. Der Stoß regt jedoch die Konstruktion selbst zur Schwingung an, und diese Schwingungen werden nach unten als sekundärer Luftschall abgegeben. Dabei verstärkt die »Höhle« des Widerlagers den Luftschall noch und entlässt ihn durch die schmalen Öffnungen konzentriert in die Umgebung. Nun hat Calenberg Ingenieure GmbH ein System entwickelt, das den nach unten abgestrahlten Lärm einer Fugenkonstruktion wesentlich vermindert: Das Cisilent®Schallschutzsystem für Fahrbahnübergänge in Brücken dient zur Dämmung der Geräusche, die aus dem Überfahren einer Übergangskonstruktion resultieren. Es gliedert sich hauptsächlich in die Komponenten – Cisilent®-Element, – Cisilent®-Schallschutzbahn, – Haltekonstruktion. Die verwendeten Komponenten sind frostsicher, wasserbeständig und haben bewiesen, dass ihre günstigen Eigenschaften langfristig von ungünstigen Witterungsbedingungen nicht verändert werden.

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Die Befestigung der Cisilent®-Elemente erfolgt an den seitlichen Bauwerksteilen mit dem Ziel, Öffnungen des umfassenden Bauwerks gegen die Weiterleitung von Luftschall zu verschließen. Die Cisilent®-Schallschutzbahn ist deshalb unterhalb der Übergangskonstruktion angeordnet und reduziert die Weiterleitung von Schallenergie nach unten. Insgesamt umschreibt das komplette System einen geschlossenen Raum unterhalb der Übergangskonstruktion, in dem Schall reflektiert, gedämmt und absorbiert wird, um die Weiterleitung an die Umgebung zu reduzieren. Zwei realisierte Projekte sollen das veranschaulichen, beginnend mit dem Neubau einer Autobahnbrücke aus Stahlbeton, deren Widerlager mit dem Cisilent®Schallschutzsystem unterhalb der Übergangskonstruktion ausgerüstet wurde. Die Cisilent®-Elemente sind hier gegen die flankierenden Flügelwände befestigt und bilden dort eine wirksame Absorptionsfläche. Die Öffnungen in der Flügelwand unterhalb der Übergangskonstruk-

tion sind mit verschiebbaren Elementen verschlossen und gewährleisten, dass die Absorptionswirkung in allen Bewegungszuständen der Brückenträger erhalten bleibt. In den Fugen zwischen Flügelwand und Querträger findet das gleiche Prinzip Anwendung. Der umlaufende Randstreifen jedes Cisilent®-Elementes dient dabei der Aufnahme der Befestigung und ist möglichst weit überlappt. Wenn am Längsrand keine Befestigung vorgesehen ist, wird der Randstreifen hinter das Element gefaltet oder mit einem Abstand von mindestens 5 mm zur Schweißnaht abgeschnitten. Die Cisilent®-Schallschutzbahn ist dicht gegen das -Element geführt. Das heißt, der Durchhang garantiert, dass sie den Bewegungen der Fuge spannungsfrei folgt, ohne dass entlang der Berührungsfläche zum Cisilent®-Element eine Schallbrücke entsteht. Die Bahnenstücke haben Einzellängen von 2–4 m und überlappen im eingebauten Zustand um ca. 30 cm in Längsrichtung. Dadurch werden Schallbrücken vermieden, ohne die Beweglich-

PRODUKTE UND PROJEKTE keit einzuschränken. Zusätzlich wird durch Wahl der Überlappungsrichtung bestimmt, ob das System zentral über einen am Tiefpunkt sitzenden Rohrstutzen oder dezentral über die Überlappungsstöße entwässern soll. Darüber hinaus können zur Wartung der Übergangskonstruktion einzelne Bahnen durch das Lösen der Flügelmuttern leicht einseitig abgehängt werden, ihre anschließende Wiedermontage ist bei einem Flächengewicht von nur ca. 6 kg/m² sogar im Alleingang möglich.

Und selbst der geometrisch anspruchsvolle Bereich der Fuge zwischen den Brückenlängsträgern ließ sich mit flexiblen Cisilent®-Elementen einfach und effektiv abdichten, denn die Haltekonstruktion aus Edelstahl formt einen kontinuierlichen Übergang zwischen den in Höhenund Tiefenrichtung versetzt ankommenden Enden der Brückenträger, und eine Fuge in den Stahlschienen sorgt dafür, dass Bewegungen aus der Betonstruktur aufgenommen werden, ohne die Schutzwirkung des Cisilent®-Systems zu beeinträchtigen. Und sogar die Querung einer Entwässerungsleitung war bei dem Projekt einfach auszuführen, ohne das Schutzziel der Lärmminderung zu vernachlässigen.

Das zweite Projekt ist die Erneuerung der Übergangskonstruktion in der Talbrücke Holledau: Hier wurde das Cisilent®-Schallschutzsystem bereits werkseitig mit der Übergangskonstruktion verbunden und in einem Arbeitsgang in die Bewegungsfuge eingebracht. Da die Fahrbahnplatte der Holledau-Brücke sich in einer Höhe von ca. 26 m über dem Untergrund befindet, entschloss sich die Firma Mageba mit Unterstützung von Calenberg Ingenieure diese neuartige Vorgehensweise zu erproben. Zudem liegt die Dehnungsfuge mitten in der Brücke und nicht wie üblich an den Widerlagern. Funktionsweise und Anordnung der Komponenten des Systems erfolgten wie im vorherigen Beispiel – allerdings mit Ausnahme der Abschlüsse, da bei der Holledau-Brücke die Flügelwände fehlen. Die Konstrukteure der Mageba fanden dafür eine simple und funktionelle Lösung, indem sie ein bewegliches Kappenblech entwickelten, welches die Cisilent®-Elemente aufnehmen und die Längsbewegungen der Fahrbahnplatten ausgleichen konnte. Bisher gab es von den Komponenten des Cisilent®-Schallschutzsystems nur Prüfberichte, die Aussagen zu den Schalldämmwerten gaben, die projektbezo-

Spektrale Luftschallpegel vor und nach dem Umbau:

Luftschall [dB(A)]

Vor Umbau: Brückenpfeiler innen / LKW-Spur Brückenpfeiler innen / Mittelstreifen Nach Umbau: Brückenpfeiler innen / LKW-Spur Brücken innen / Mittelstreifen Teils deutliche Reduktion des Schallpegels um bis zu 23 dB im maßgebenden Frequenzbereich von 400 Hz bis 1 kHz.

Frequenz [Hz]

gene Bestätigung seiner Effektivität wurde im vorliegenden Fall erbracht. Das Ingenieurbüro imb dynamik aus München führte Messungen durch und wertete deren Ergebnisse aus. Das heißt, die Schallausbreitung nach unten durch die Fuge wurde vor und nach dem Umbau der Übergangskonstruktion aufgezeichnet, wobei Normal- und Überholspur sowie zur Kalibrierung der Standstreifen und die Normalspur abseits der Fuge Berücksichtigung fanden und alle Messungen direkt unterhalb der Fahrbahnplatte in 26 m Höhe erfolgten – mit dem Resultat einer teils deutlichen Reduktion des Schallpegels um 17 db (A) bzw. um bis zu 23 dB im maßgebenden Frequenzbereich von 400 Hz bis 1 kHz. Das Cisilent®-Schallschutzsystem gewährleistet also eine langzeitbeständige Verbesserung von geprüfter Wirksamkeit. Seine flexiblen Komponenten sind zudem sowohl werkseitig mit der Übergangskonstruktion konfektionierbar als auch vor Ort individuell den Gegebenheiten anzupassen. Die nachgewiesene Verbesserung von 17 dB (A) wird zwar die Geräusche von Übergangskonstruktionen nicht vollständig verschwinden lassen, sie kann aber erheblich zum Wiedererlangen des Wohlbefindens von Anwohnern im Einflussbereich von Straßenbrücken beitragen. www.calenberg-ingenieure.de

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PRODUKTE UND PROJEKTE Wirtschaftlicher Kraneinsatz dank Terex Cranes

Aushub einer bestehenden Betonbrücke Der Anblick von Großkranen ist für die Bewohner von Zweibrücken nichts Besonderes, ist die Stadt doch Produktionsstandort für Raupen- und Straßenkrane von Terex Cranes. Dass solch ein Gigant quasi vor der eigenen Haustür in Aktion tritt, erscheint aber selbst hier nicht alltäglich, zumal es sich um ein spannendes »Spektakel« handelte: Mitte April verließen die ersten Teile des Superlift-3800Krans das Terex-Werksgelände, um sich auf den Weg zur Baustelle zu machen. Die Anfahrt erfolgte mitten durch das Wohngebiet mit relativ engen Straßen, so dass einiges an Fingerspitzengefühl und Organisationstalent notwendig wurde.

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Dem eigentlichen Hub am nächsten Tag stand also nichts mehr im Wege: Die Brücke wurde erneut angeschlagen und der Superlift-3800-Kran hob die Betonkonstruktion in einem Arbeitsradius von 27 m auf die erforderliche Höhe von 10 m an. Danach fuhr er um 4 m unter Last zurück und verkürzte den Arbeitsradius durch Anheben des Auslegers um 1 m, so dass die Brücke beim nachfolgenden Schwenk die angrenzenden Bäume sicher passierte. Abschließend legte der Kranfahrer die Betonbrücke auf einer benachbarten Wiese ab. Der komplette Hub erwies sich dank der perfekten Vorbereitung als reine Routine und dauerte gerade einmal 15 min.

Die sehr beengten Verhältnisse waren auch ein Grund, warum man sich bei diesem Einsatz für den Superlift-3800-Kran entschieden hatte. Aufgrund seiner kompakten Bauweise passte er zum einen exakt auf den zur Verfügung stehenden Standplatz, und zum anderen sind seine Bauteile so bemessen, dass sie sich auch durch kleine Straßen manövrieren lassen. Am Ziel angekommen, war die Montage selbst dann kein Problem mehr. Das heißt, in der vorgegebenen Zeit von nur drei Tagen war der Superlift-3800-Kran mit einer Hauptauslegerlänge von 42 m und 253 t Gegengewicht sowie 50 t Zentralballast für den Brückenhub bestens gerüstet.

Aufgrund der besonderen Bedingungen vor Ort gingen dem Hub jedoch zeitaufwendige Arbeiten voraus. So verliefen durch die Brücke große Versorgungsrohre, die zunächst einmal gekappt und bis zum Einlassen eines neuen Bauwerks provisorisch mit einer Gittermastkonstruktion über den malerischen Schwarzbach geführt werden mussten. Außerdem wies die Betonstruktur eine massive Bewehrung auf, die ebenfalls zu durchtrennen und zudem ein Grund war, weshalb sich das Gewicht der Brücke im Vorfeld des Hubs nicht exakt berechnen ließ.

Um beim Hub keine Überraschungen zu erleben, führte das Team am Vorabend sicherheitshalber noch einen Probelauf durch. Dazu wurde die Brücke mit Kernbohrungen versehen, die zum Anbringen von Anschlagseilen dienten: Das war erforderlich, da die Brücke wegen des nicht exakt zu bestimmenden Gewichts kaum vollständig ausbalanciert werden konnte. Und zugleich ermöglichte der Probehub die Ermittlung des tatsächlichen Gewichts der Last, nämlich 78 t, die kein Problem für den Superlift-3800-Kran darstell(t)en.

Zügig verlief auch der Abbau des Krans, der an nur einem Tag erledigt war – ein weiteres Indiz für die Tatsache, dass der Superlift 3800 ein unglaublich vielseitig einsetzbarer Kran ist, mit dem sich äußerst flexibel auf die unterschiedlichsten Anforderungen reagieren lässt. www.terex.com

PRODUKTE UND PROJEKTE Hochwirksame Tilger von KTI Schwingungstechnik

Verringerung von Brückenschwingungen Brücken sind schwingungsfähige Systeme, die durch gehende Personen oder andere äußere Einflüsse wie Wind oder Erdbeben zu unerwünschten Schwingungen angeregt werden können, so dass ihre Gebrauchstauglichkeit stark eingeschränkt wird. Und Gebäudedecken werden oftmals durch Maschinen und Anlagen unzulässig angeregt, was starke Schwingungen zur Folge haben kann und ihre Dauerhaltbarkeit gefährdet. Bauliche Maßnahmen zur Verringerung derartiger Schwingungsprobleme sind die Versteifung der Brücken oder Decken, wodurch die Eigenfrequenz in einen höheren Frequenzbereich verschoben wird. Diese Maßnahmen sind jedoch sehr aufwendig, teuer und unerwünscht. Eine günstige Alternative ist hingegen der Einbau von Schwingungstilgern, durch den sich mit vergleichsweise minimalem Aufwand die Schwingungen erheblich reduzieren lassen. So wurden bei Errichtung der 95 m langen Fußgängerbrücke über die Salzach bei Salzburg, des sogenannten WilhelmKaufmann-Stegs, mehrere Tilger integriert und damit die Schwingungen auf das gewünschte Maß reduziert. KTI Schwingungstechnik GmbH hat hier drei Schwingungstilger von je 2.700 kg mit einer kombinierten viskosen Dämpfung eingebaut. Das heißt, bei der 130.000 kg schweren Schrägseilbrücke wurden zwei Eigenformen bedämpft: Zwei Tilger bedämpfen eine Brückenfrequenz von 2,50 Hz und ein weiterer Tilger die von 1,50 Hz. Durch diese Schwingungstilger wurde die Eigendämpfung der Brücke also von 0,30 % auf 3,80 % erhöht, so dass ein unzulässiges Aufschwingen der Brücke durch äußere Einwirkungen verhindert wird.

mit einem Gewicht von 3.500 kg konnten resonanzbedingte, unzulässig starke Schwingungen einer Zwischendecke bei einer Störfrequenz von 9,20 Hz, verursacht durch einen Rüttler, um nahezu 75 % auf ein zulässiges Maß reduziert werden.

Auch in Gebäudedecken kommen solche Tilger zum Einsatz. So sind im Neubau des Berliner Schlosses zwölf KTI-Schwingungstilger mit einem Gewicht von jeweils 2.600 kg bei einer Abstimmfrequenz von 3,50 Hz zum Einbau in die Stahlträger der Zwischendecken vorgesehen, um störende Schwingungen in den Ausstellungsräumen, hervorgerufen durch Besucher, zu vermeiden. Häufig werden Decken auch durch rotierende Maschinenteile periodisch zu resonanzbedingten Amplitudenüberhöhungen angeregt, so dass ihre Dauerhaltbarkeit gefährdet ist. Ein Beispiel: Durch den nachträglichen Einbau von drei KTI-Schwingungstilgern

KTI Schwingungstechnik GmbH, Mettmann, ist der erfahrene und zuverlässige Partner bei allen Fragen, die Schwingungstilger betreffen. Und: Durch die Herstellung der KTI-Tilger im Baukastensystem sind sogar bei Sonderfällen kostengünstige Lösungen realisierbar. www.kti-trautmann.com

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PRODUKTE UND PROJEKTE Neues Spaltausgleichsmaterial von Diamant Metallplastic

Effiziente Instandhaltung im Stahlbau

Auf der großen Bühne des Stahlbaus spielt der Faktor Zeit eine Hauptrolle. Das heißt, Betriebsunterbrechungen aufgrund von Instandsetzungsarbeiten schlagen hier finanziell und volkswirtschaftlich überdurchschnittlich stark zu Buche. Aufwand und Zeit reduzierende Lösungen sind deshalb besonders gefragt, sei es in Form neuer Materialien oder innovativer Applikationsverfahren – oder als Kombination aus beidem, wie sie das Spaltausgleichsmaterial MM1018 der deutschen Diamant Metallplastic GmbH bietet. Das Produkt erhielt im Januar 2013 als erstes seiner Art die Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt). Das Polymersystem im Zusammenwirken mit hochfesten Metallfüllstoffen eröffnet die Möglichkeit, Toleranzen zwischen Stahlelementen an Ort und Stelle auszugleichen. Dabei wird eine druckfeste, kraftschlüssige und kriechfeste Verbindung zwischen den Stahlkomponenten geschaffen. Und durch die schnelle Aushärtung wird Zeit gespart. Die Forderung der DIN EN 1090-2, Klaffungen im Flanschbereich auf < 2 mm zu beschränken, stellt für das Spaltausgleichsmaterial kein Problem dar, da es einen 100%igen Ausgleich bis auf < 250 µm erzielt, womit man von einem Nullspaltflansch sprechen kann. Die Zeitersparnis, verglichen mit mechanisch angefertigten Futterblechen, beläuft sich in vielen Fällen auf mehrere Tage. Was dieser »Zeitsprung« konkret bedeutet, belegen unter anderem Erfahrungen des Wasser- und Schifffahrtsamtes in Nürnberg. Konkret ging es in diesen Projekten um Ertüchtigungen an den Untertormasken der Schleusen Strullendorf, Hausen, Nürnberg, Bamberg, Leerstetten, Eckersmühlen und Hilpoltsheim im Bereich des Main-Donau-Kanals. Hierbei war das Unternehmen aus Mönchengladbach neben dem Produkt mit umfassendem technischen Service sowie kompletter Montageleistung beteiligt.

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Konkret bedeutet das, es mussten jeweils die verschlissenen Hartauflager saniert werden. Nach konventioneller Machart wären ein aufwendiges Ausstemmen der alten und ein zeitintensives Einbringen neuer Lager erforderlich geworden. Mit dem Polymersystem bot sich ein neuer Weg: Durch seine Eigenschaft, Spalte und Hohlräume kraftschlüssig zu verfüllen, konnten die abgenutzten Hartauflager aufgedoppelt werden. Dabei wurde auch die geforderte Ebenheit von 1 mm auf 12 m Länge realisiert und zudem eine Korrosionsbeständigkeit für das »überkronte« alte Hartauflager und den Zwischenraum zur Aufdopplung gesichert. Denn das Polymersystem schützt die umschlossenen Flächen sowie verfüllten Räume zuverlässig gegen Korrosion und ist seewasserfest. Mit seinen Eigenschaften ist dieses System perfekt auf den Stahlbau ausgerichtet, weshalb es bis dato weltweit bereits an mehr als 800 Stahl-, Stahlverbundund Brückenbauwerken eingesetzt wurde. Beim Spaltausgleichsmaterial handelt es sich um ein mit speziellen metallischen Stoffen hoch aufgefülltes Zweikomponenten-Reaktionsharzsystem. Das Material ist verfügbar in zwei Produkt- und Applikationsvarianten, pastös und flüssig. Beide Varianten bieten einen vollständigen Spaltverschluss ohne mechanische Vorarbeit an den Stahlkomponenten. Sie unterscheiden sich jedoch in ihrer Anwendung, was ermöglicht, auf bauseitige Bedingungen einzugehen. Das pastöse Material kommt dann zum Einsatz, wenn die zu verbindenden Teile noch nicht dauerhaft miteinander verbunden sind und sich zwischen den Auflageflächen eine Mindestarbeitshöhe von 20 mm einstellen lässt. Es wird kreuzförmig auf die metallisch blanken, von losen Partikeln befreiten Fügeflächen aufgebracht und selbige anschließend zusammengefügt. Überschüssiges, aus dem

nun kraftschlüssig verschlossenen Spalt herausgepresstes Material kann vor dem Aushärten entfernt werden. In der flüssigen Variante wird das Spaltausgleichsmaterial vornehmlich für die »reaktive« Applikation gewählt, also für den nachträglichen Spaltausgleich in bereits montierten Stahlkonstruktionen, zum Beispiel im Rahmen von Sanierungsarbeiten, wie den eingangs erwähnten. Bei der reaktiven Anwendung wird das flüssige Polymermaterial über Injektionsöffnungen in den zuvor mit Diamant MM1018 Rapid von außen abgedichteten Spalt eingebracht, wobei die aus dem Spalt verdrängte Luft über Entlüftungsöffnungen in der Dichtmasse entweicht.

Auch das flüssige Material ist, wie die pastöse Variante, in der Regel und bei entsprechender Umgebungstemperatur innerhalb von 24 h voll belastbar ausgehärtet. Sein volles Potential entfaltet es, wenn der Spaltausgleich präventiv schon in der Planungsphase berücksichtigt wird. Das Metallpolymer ist bauaufsichtlich zugelassen (AbZ Z-3.82–2042) und von der DB Netz AG per technische Mitteilung (TM 2012–315 I.NVT 4) für viele Anwendungen freigegeben. In umfangreichen Messreihen wurde das Produkt in Bezug auf Schwindung, Wasseraufnahme, Beständigkeit gegen Öle und Trennmittel, Druckfestigkeit, Reibbeiwert, Haftung, Zugfestigkeit, Kriechen und viele andere Parameter untersucht. Aktuelle Dauerschwingversuche bescheinigen ihm eine Festigkeit von 10 Mio. Lastwechseln, was der Nachweisgrenze für Stahl entspricht. Beim Hersteller wird trotz des umfangreichen Datenbestandes weitergeforscht, um die Einsatzgrenzen des Spaltausgleichsmaterials noch besser zu erfassen und das Produkt hinsichtlich der speziellen Anforderungen im Stahlbau weiterzuentwickeln. www.diamant-polymer.de

PRODUKTE UND PROJEKTE Erweiterte Produktpalette bei Sika

Instandsetzung von Brückenbauwerken Beton hat seinen festen Platz im Ingenieurbau – und lässt sich aus dem Brückenbau daher nicht wegdenken: Er ist leistungsfähig und robust, aber trotz aller Widerstandsfähigkeit nicht unendlich dauerhaft. Und genau deshalb hat die Sika Deutschland GmbH ihr bisheriges System für die Betoninstandsetzung nach ZTV-ING, Teil 3, Abschnitt 4, um zwei neue Produkte erweitert: den Grobmörtel Sika MonoTop-412 DE und den Ausgleichsspachtel Sika MonoTop-723 DE.

Der zweite Neuzugang ist ebenfalls ein einkomponentiges ZementmörtelTrockengemisch bzw. nach Zugabe von Wasser ein leicht zu verarbeitender Ausgleichsspachtel, der zur Egalisierung von Betonoberflächen und zum Schließen von

Lunkern und Poren zum Einsatz kommt – und in Verbindung mit Beschichtungen zum Schutz tausalzgefährdeter und angegriffener Sichtbetonoberflächen zu dienen vermag. www.sika.de

Ersterer ist ein moderner PCC I/II Reparaturmörtel, der manuell und im Nassspritzverfahren ohne Haftbrücke verarbeitet werden kann. Als einkomponentiges Zementmörtel-Trockengemisch mit abgestimmter Sieblinie verfügt er über eine Faserarmierung mit Kunststoffzusätzen (PCC) und erfüllt sogar F 120, geprüft an Stahlbeton-Plattenstreifen nach der Einheitstemperatur Kurve (ETK) gemäß DIN 4102-2. Damit bietet er eine größere Sicherheit, als sie in vielen Fällen überhaupt gefordert wird. Darüber hinaus wurde er auf seine Dauerhaftigkeit bei Wasserbelastung gemäß ZTV-W (LB 219) getestet und genügt zusätzlich der Beanspruchungsklasse M 3 nach DAfStb-Richtlinie.

Spaltausgleich

MM1018 Für den kraftschlüssigen Spaltausgleich zwischen druckbelasteten Metallelementen, Brückenlagern, Kopfplatten und Schleusentoren ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Keine mechanische Bearbeitung Korrosionsbeständig 100% Kraftschluss Seefasserfest Druckfest

Tel: 02166-98 36-0 info@diamant-polymer.de www.diamant-polymer.de

5 . 2015 | BRÜCKENBAU

PRODUKTE UND PROJEKTE Optimale Entwässerung mit GFK-Rohren von KS Ing.-Bausysteme

Neubau der Lennetalbrücke bei Hagen Das hohe Verkehrsaufkommen auf der Bundesautobahn A 45 ging auch an der Lennetalbrücke nicht spurlos vorüber: Die eingehende Prüfung von Statik und baulichem Allgemeinzustand resultierte letztendlich in einem Neubau, da eine Verstärkung der alten Substanz nicht mehr wirtschaftlich war. Die neue Brücke, über zwei Überbauten mit einer Stützweite von je 980 m verfügend, wird von der Hochtief Infrastructure GmbH, Niederlassung Köln, errichtet und voraussichtlich Anfang 2018 für den Straßenverkehr freigegeben. Eine wesentliche Komponente der Verkehrssicherheit, insbesondere auf Brücken, ist die Fahrbahnentwässerung zur Vermeidung von Aquaplaning und zur Gewährleistung eines griffigen Fahrbahnbelages. Der professionellen Planung einer effizienten Entwässerung wird daher große Bedeutung beigemessen. Und so erstellte die Franz Leo & Daniel Klüsserath GbR aus Piesport an der Mosel in enger Abstimmung mit dem Ausführungsplaner SSF Ingenieure AG aus München ein tragfähiges Konzept, das neben der eigentlichen Brücke auch den nördlich von ihr liegenden Streckenabschnitt entwässert. Zum Einsatz kommen hier mehr als 1.600 m Brückenentwässerungsrohre in verschiedenen Durchmessern, gefertigt aus dem Verbundmaterial GFK, die derzeit von der KS Ing.-Bausysteme-Handelsgesellschaft mbH mit operativem Sitz in Burglengenfeld geliefert werden. Das heißt, die Entwässerungsleitungen bestehen aus flammhemmenden, glasfaserverstärkten Kunststoffrohren (GFK) gemäß ZTV-ING und umfassen mehr als 500 m DN-150-Rohre, die als Anschlussleitungen der 220 Brückenabläufe mit einer Rostgröße von 500 mm x 500 mm an die Längsentwässerungsleitungen dienen. Die Sammlung, Weiterleitung und Abführung des so gesammelten Oberflächenwassers übernimmt wiederum ein mehr als 1.200 m aufweisendes Netzwerk aus GFK-Rohren mit 300 mm bzw. 600 mm Durchmesser, die an den Kragarmunterseiten der Brücke mit speziell konzipierten Rohraufhängungen montiert werden. GFK-Rohre besitzen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und sind durch ihr relativ geringes Gewicht einfacher zu montieren, wichtig vor allem bei größeren Durchmessern. Dass sie sich zudem farblich sehr flexibel gestalten und so jeden Kundenvorschlag erfüllen können, zeigt sich ebenso bei diesem Projekt:

BRÜCKENBAU | 5 . 2015

Um den optischen Gesamteindruck der Brücke zu wahren, werden die Rohre auf Wunsch des Bauherrn, des Landesbetriebs Straßenbau Nordrhein-Westfalen, Regionalniederlassung Südwestfalen, in RAL 5007 »brillantblau« gefertigt und ausgeliefert. Dies erfolgt nicht durch Anstrich, sondern durch die Verwendung von eingefärbtem Harz für die Außenschicht der Rohre.

Die entsprechenden Vorarbeiten, wie das Erstellen der Statik für die Rohrbefestigungen, das Zeichnen der Ausführungspläne und die Fertigung der Rohre für den ersten Bauabschnitt, sind abgeschlossen, und die Auslieferung wird in Kürze beginnen. www.handel-ks.de

PRODUKTE UND PROJEKTE Dauerhafte Abdichtungssysteme von StoCretec

Sanierung von Brückenfahrbahnen Jede zweite Brücke in Deutschland ist derzeit sanierungsbedürftig, resultierend aus dem weiterhin ansteigenden Schwerlastverkehr und der Verwendung von Tausalzen, wobei vor allem die Fahrbahnen gelitten haben. Gerade deren Instandsetzung ist eine komplexe Aufgabe: Sperrzeiten sollen minimal sein, und das gewählte Verfahren muss auch bei schlechter Witterung funktionieren, was Bauarbeiter wie -stoffe fordert.

StoCretec hat für genau solche Fälle die geprüften dauerhaften Abdichtungssysteme StoMonoflexbahn 200 nach ZTVING Teil 7, Abs. 1 (einlagige Schweißbahn) sowie StoPur BA 2000 nach ZTV-ING Teil 7, Abs. 3 (Flüssigkunststoff ) entwickelt und dabei besonders auf die Verarbeitungssicherheit geachtet. Bestandteil beider ist die zweikomponentige Grundierung StoPox BV 100, die schnell härtet, mit kurzen Überarbeitungsintervallen auskommt und sogar auf jungem Beton

eine gute Frühwasserbeständigkeit bietet. So ist StoPox BV 100 absolut ideal für die Baustellensituation auf Brücken. Da beim Aufbringen der Schweißbahn und der Verlegung des Gussasphalts Temperaturspannungen auftreten, welchen das Epoxidharz aufgrund seiner speziellen Formulierung ausweicht, ist StoPox BV 100 mit einem innovativen Thermoindikator ausgestattet, welcher die optische Kontrolle der Brennerführung ermöglicht: Bei richtiger Einbautemperatur

verändert das gelblasierende Grundierharz seinen Farbton in Orange. Und: Neben der Verwendung als Grundierung eignet sich StoPox BV 100 sowohl als Versiegelung bei Systemen mit Bitumendichtungsbahnen nach ZTV-ING TL/TP-BEL-B1 als auch als Kratzspachtelung zum Ausgleichen von Rautiefen bis 5 mm. www.stocretec.de

5 . 2015 | BRÜCKENBAU

PARDOVDEURKTO T ER U I ANLD P R O J E K T E Technisch ausgereifte Produkte der Dresdner Lackfabrik novatic

Korrosionsschutz für Brücken- und Stahlbauwerke Die Dresdner Lackfabrik novatic GmbH & Co. KG fertigt gemeinsam mit ihren Tochterfirmen Beschichtungsstoffe für die Anwendungsbereiche Korrosionsschutz, Fahrzeug- und Industrielacke sowie Bautenschutz und Baufarben, wobei das Sortiment lösemittelfreie, High-Solidund wasserverdünnbare Systeme umfasst. Die Sparte Korrosionsschutz ist erfolgreich mit zwei Marken: So liefern wir unter den Namen »aquatic« wasserverdünnbare und unter »solvatic« lösemittelhaltige Beschichtungsstoffe. Mit »solvamix-i« und »solvamix-oem« sind zudem zwei technisch hochstehende Systeme zur modularen Fertigung von Industrie-, Korrosionsschutz- und Fahrzeuglacken erhältlich. Mit unseren Marken bieten wir technisch ausgereifte Produkte für den Schutz von Brücken- und Stahlbauwerken im Neubau- wie im Instandhaltungsbereich, die auf langjähriger und permanenter Entwicklung basieren und so ein leistungsstarkes Korrosionsschutzsortiment repräsentieren. Die Planung und Ausführung der Korrosionsschutzarbeiten mit Beschichtungsstoffen erfolgen grundsätzlich nach der DIN EN ISO 12944, ergänzende Regelwerke sind im Fall der Bundesverkehrswege die – ZTV-ING, Teil 4 Stahlbau, Stahlbau verbund, Abschnitt 3 Korrosionsschutz von Stahlbauten, – Richtlinien für die Erhaltung des Korrosionsschutzes von Stahlbauten (RI-ERH-KOR), – Technischen Lieferbedingungen und Technischen Prüfvorschriften für Be schichtungsstoffe für den Korrosions schutz von Stahlbauten (TL/TP-KOR Stahlbauten).

BRÜCKENBAU | 5 . 2015

Die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) pflegt eine Zusammenstellung der zertifizierten Beschichtungssysteme auf Basis von bestätigten Prüfzeugnissen und Nachweisen zur Fremdüberwachung. novatic® fertigt Produkte für Beschichtungssysteme gemäß der internationalen Korrosionsschutznorm DIN EN ISO 12944 für alle Korrosivitätskategorien und Schutzzeiten: Ihre Leistungsfähigkeit für die Korrosivitätskategorien C 2 bis C 5-I und C 5-M ist mit Prüfprotokollen und Referenzobjekten belegt. novatic-Beschichtungssysteme gibt es also für alle Korrosivitätskategorien, dabei ermöglichen sie als Hochleistungsprodukte in vielen Fällen eine deutlich geringere Schichtanzahl, und zwar bei Einhaltung der geforderten Gesamtschichtdicke. Für den Korrosionsschutz von Brückenbauwerken kommt hauptsächlich das System nach Blatt 87 der TL/TP-KOR zum Einsatz, das von novatic® seit Jahren hergestellt wird und über die Zulassung der BASt verfügt. Das erforderliche Prüfzeugnis liegt vor, die Fremdüberwachung erfolgt in jährlichem Turnus durch das Institut für Korrosionsschutz. Unser Sortiment gliedert sich hier in 2K-EP-Grundbeschichtungen, wie die 2K-EP-Zinkstaubgrundierung MG 46 und die zinkphospathaltige 2K-EP-Grundierung ZG 64, sowie in die 2K-EP-Zwischenbeschichtung Eisenglimmer ZG 75 und die 2K-PURDeckbeschichtungen mit Eisenglimmer ZD 22 und nach RAL ZD 38. Die Korrosionsschutz-Beschichtungssysteme für Brücken werden in der ZTV-ING, Teil 4 Stahlbau, Stahlverbundbau, Abschnitt 3 Korrosionsschutz von Stahlbauten, Anhang 4 unter Punkt A 2 ausgewiesen: Straßenbrücken werden neben der

atmosphärischen Beanspruchung durch Tausalze sowie Stein- und Splittanprall belastet. Daraus resultiert die Einordnung in die Korrosivitätskategorie C 5-I oder C 5-M mit vierschichtigen Systemen nach Tabelle A 4.3.2, Punkt 3.1.1 b mit einer Gesamtschichtdicke von mindestens 310 µm. Zur Erreichung dieser Gesamtschichtdicke wird gemäß ZTV-ING die 2K-EP-Zwischenbeschichtung ZG 75 zweimal appliziert. Die Auslieferung von Brückenelementen auf die Baustelle mit einem Teilschutzsystem ist üblich, wobei die Zwischenbeschichtung dann vor Ort mit der 2K-PUR-Deckbeschichtung überarbeitet wird. In novatic®-Systemen kann als Zwischenbeschichtung eine EP- oder eine PUR-Beschichtung fungieren. novatic hat für diese Anforderung zusätzlich die Eignung zur Überarbeitung der PUR-Beschichtung nach Blatt 87 erfolgreich prüfen lassen. Beispielsystem nach ZTV-ING Teil 4, Anhang A Tabelle A 4.3.2, Punkt 3.1.1 b: – 1 x solvatic 2K-EP-Zinkstaub MG 46 70 µm – 1 x solvatic 2K-EP-Beschichtung EG ZG 75 80 µm – 1 x solvatic 2K-AY-PUR-Decklack EG ZD 22 80 µm – 1 x solvatic 2K-AY-PUR-Decklack EG ZD 22 80 µm Die Beschichtung spritzverzinkter Bauteile mit dem novatic®-Blatt-87-System ist bewährt, wobei als Grundbeschichtung die solvatic-2K-EP-Beschichtung ZG 75 dient. Analog wird sie als Grundbeschichtung auf feuerverzinkten, gesweepten Elementen genutzt. Für Instandhaltungsarbeiten wird bei ordnungsgemäßer Oberflächenvorbereitung gemäß DIN EN ISO 12944 die zink-

P R O D U K T E UANDDV EPRRTO O JRE IKATLE

phosphathaltige solvatic-2K-EP-Grundierung ZG 64 gewählt. Ausbesserungen erfolgen im Systemaufbau. novatic® kann auf eine Vielzahl von Referenzen von Brücken- und Stahlbauwerken im Bereich des Neubaus und der Instandhaltung verweisen, wie sich anhand der Abbildungen erkennen lässt. So beliefern wir mit hochwertigsten Korrosionsschutzsystemen unter anderem Kali & Salz, Vattenfall, verschiedenste Chemie-Unternehmen und den Anlagenbau. Unsere Objektabteilung und die regionalen Fachberater stehen unseren Kunden in der Planungs-, Ausschreibungs- und Fertigungsphase zur Seite, Technische Doku-

mentationen und die Betreuung durch unsere Anwendungstechniker sichern ebenso eine fehlerfreie Verarbeitung und hohe Beschichtungsqualität. Unsere Entwicklungsarbeiten führten zu Systemen mit längeren Schutzzeiten und damit zur Verlängerung der Instandhaltungszyklen. Und: Wir streben eine Verlängerung der Instandhaltungszyklen von bisher 25 Jahren nach Blatt 87 der TL/TP-KOR auf 40 Jahre an, wie es im Entwurf des Blattes 100 vorgesehen ist. Die hierfür notwendigen Korrosionskurzprüfungen wurden bereits erfolgreich absolviert. Dabei zielen wir auf einen Langzeitkorrosionsschutz mit möglichst

geringen Arbeitsgängen ab, woraus ein schnellerer Fertigungsdurchlauf und eine Reduzierung der Fertigungskosten resultieren. Ein Wirtschaftlichkeitsvergleich muss deshalb die Kosten für alle erforderlichen Arbeitsgänge, einschließlich des Materialflächenpreises, beinhalten. Hinzu kommt die Betrachtung zur Nachhaltigkeit als Einheit von Beschichtungsqualität und erreichbarem Langzeitschutz. Diesen wirtschaftlichen Aspekten in Verbindung mit der Langzeitqualität des Korrosionsschutzes stellen wir uns. www.novatic.com

5 . 2015 | BRÜCKENBAU

S O F T WA R E U N D I T

Weiterentwickelte Version von SOFiSTiK

Lückenschluss im BIM-Workflow Der Bausoftwarehersteller SOFiSTiK bietet nunmehr die Version 2016 seiner Lösungsfamilie für Berechnung, Bemessung und Konstruktion an, und zwar inklusive der Weiterentwicklungen jener Produkte, mit denen SOFiSTiK die letzten Lücken im BIM-basierten Workflow in der Tragwerksplanung schließt. So lassen sich mit SOFiSTiK Reinforcement Generation Bewehrungsvorschläge automatisch auf Basis vorhandener Planungsdaten berechnen, komplettiert um Optimierungen von SOFiSTiK Reinforcement Detailing und der SOFiSTiK FEA Extension. Mit der Kombination aus SOFiSTiK 2016 und Autodesk Revit ist es ab sofort möglich, die vollständige Ingenieurplanung in einem Datenmodell abzuwickeln – von der statischen Berechnung und Bemessung bis hin zur Konstruktion im Stahlbetonbau, und das wiederum vom Vorentwurf bis zur Ausführungsplanung. Dazu wird das geometrische Modell des Tragwerks entweder vom Planer direkt übernommen, über die IFC-Schnittstelle in Revit eingelesen oder unmittelbar in Revit erzeugt. Hier kommt zudem eine wesentliche Erweiterung der seit Jahren bewährten Statik-Schnittstelle SOFiSTiK FEA Extension zur Auswirkung: Für die Berechnung erforderlicher Systemeigenschaften und Randbedingungen, die in Revit nicht vorhanden sind, können selbige jetzt mit diesem Tool direkt in Revit eingegeben und gespeichert werden. Es ist also nicht mehr nötig, jenen Schritt bei jeder Systemänderung zu wiederholen. Nach einem Export in den SOFiSTiK Structural Desktop SSD lassen sich im Übrigen die Berechnung und zahlreiche Bemessungsaufgaben nach allen wichtigen nationalen und internationalen Normen dort durchführen.

BRÜCKENBAU | 5 . 2015

Das neue Modul SOFiSTiK Reinforcement Generation (RCG) erlaubt darüber hinaus, einen 3-D-Bewehrungsvorschlag für Wände, Stützen und Decken zu erzeugen: auf Basis vordefinierter Konstruktionsregeln und Parameter, wobei die entsprechenden Daten aus der SOFiSTiK-Datenbank oder aus Revit stammen und die so automatisch generierte Bewehrung anschließend nach Belieben modifiziert ergänzt zu werden vermag. Eine wichtige Funktion von RCG ist des Weiteren der direkte Anschluss an Footing, das Fundamentdimensionierungs- und Bemessungsprogramm von SOFiSTiK, mit dessen Hilfe Einzelfundamente in einem ersten Lauf automatisch dimensioniert und in Revit dargestellt werden. Nachfolgend hat der Anwender die Option, sie in

einem Fundamentplan zu positionieren, was beinhaltet, dass alle Fundamente einer Position die gleiche Geometrie und gleiche Bewehrung aufweisen. Letztere ist in einem zweiten Schritt zu ermitteln und in das Revit-Modell in 3-D einzulegen. Und schließlich lässt sich das 3-D-Bewehrungsmodell mit SOFiSTiK Reinforcement Detailing (RCD) auf Pläne aufteilen, positionieren und beschriften. Wichtigste Neuheiten in Version 2016 sind variable Verlegungen, Bügel- und Zeichnungsmatten, abgerundet durch die automatische Erzeugung von Stahllisten und auch Daten für die Steuerung von Bewehrungsbiegeautomaten. www.sofistik.de

S O F T WA R E U N D I T Mobiler Aufmaß-Editor von gripsware

Erfassung aller Informationen iGAEB-Aufmaß macht aus einem iPhone oder iPad das perfekte Werkzeug, um GAEB-Leistungsverzeichnisse mobil zu betrachten, zu durchsuchen oder aber um Aufmaße zu einzelnen Positionen zu erfassen. Warum also schwere Ordner schleppen, wenn man die Chance hat, Aufmaße für Leistungsverzeichnisse auch mobil zu bearbeiten? Der iGAEB-Aufmaß-Editor ist damit die ideale Lösung zur sofortigen Bereitstellung aller Informationen auf der Baustelle, zumal er erlaubt, beliebig viele GAEB-Leistungsverzeichnisse auf iPhone oder iPad übertragen. Die ersten drei Imports und Exports (Transfers) sind kostenfrei, danach können per In-App-

Kauf weitere Transferpakete (5er Transfers) erworben werden. Die umgehende Verfügbarkeit von Mengenangaben, Kurz- und Langtext, Bildern und Preisen sowie die einfache Erfassung und die schnelle Volltextsuche zeichnen die iGAEB-Aufmaß-App aus. Und: Die Aufmaßerfassung zu den einzelnen Positionen lässt sich anhand frei definierbarer Formeln bzw. Rechenansätze oder eben mit vordefinierten Formeln der REB 23.003 durchführen. Darüber hinaus bietet sie den Vorzug, die entsprechenden Werte mit einem Leica-DistoLaserentfernungsmesser zu ermitteln und direkt in das Leistungsverzeichnis zu übertragen, und zwar ergänzt um Fotos,

Skizzen und sonstige Erläuterungen. Außerdem ist es möglich, das erzeugte Aufmaß als DA-11-Datei zu exportieren und in vielen anderen Programmen weiterzuverarbeiten. Diese (kostenlose) App hilft infolgedessen, Stress und Zeit bei der Informationserfassung und -suche zu minimieren – und zugleich dabei, den Bauherrn zu beeindrucken, weil man sämtliche Angaben jederzeit, ja selbst offline zur Hand hat. www.gripsware.de

Zielorientierte Kooperation von Orca und Projekt Pro

Nutzungsmehrwert durch Synergien Die gemeinsame Ausrichtung von Orca Software GmbH und Projekt Pro GmbH eröffnet ganz neue Perspektiven: Die Orca Software GmbH ist mit Orca AVA, dem Komplettprogramm zur Ausschreibung, Vergabe und Abrechnung, führend in ihrem Bereich und die Projekt Pro GmbH mit ihrer Softwarelösung für die administrativen, organisatorischen und wirtschaftlichen Aufgaben in Architekturund Ingenieurbüros bestens etabliert. Die beiden Anwendungen, die einen erheblichen Teil der Arbeitsabläufe von Planern abdecken, können nun ausgewählte Informationen gemeinsam nut-

zen. Diese Kommunikation ist unter Windows- und Mac-OS-X-Umgebungen möglich und verbessert den Workflow ganz entscheidend, denn ab sofort lassen sich »Resultate« aus Projekt Pro in Orca AVA öffnen und bearbeiten. So dient beispielsweise als Basis für die anrechenbaren Kosten in der Honorarabrechnung, die in Projekt Pro erfolgt, eine Kostenermittlung aus Orca AVA. Garanten für die nachhaltige erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen Orca Software GmbH und Projekt Pro GmbH gibt es gleich mehrere: Beide Unternehmen entwickeln seit über 20 Jahren Software

für dieselbe Zielgruppe und verfügen über entsprechende Kompetenzen und sehr ähnliche Zielsetzungen, wobei die die Arbeitsabläufe des Anwenders, klare Strukturen, Übersicht und kontinuierliche Optimierung sowie Service im Mittelpunkt stehen. Und last, but not least spielt auch die räumliche Nähe eine Rolle, haben Orca Software GmbH und Projekt Pro GmbH doch ihren Sitz im Chiemgau, man kennt und schätzt sich daher. www.orca-software.com www.ausschreiben.de www.projektpro.com

Neue Business-Router für die Migration zu All-IP von Lancom

Professionelle Standortvernetzung und Telefonie Lancom Systems, der führende deutsche Hersteller von Netzwerklösungen für Geschäftskunden und den öffentlichen Sektor, wartet mit einer neuen BusinessVoIP-Router-Familie auf: Der Lancom 1783 VA und Lancom 1783 VAW bieten neben Highspeedinternetzugang und VPN-Standortvernetzung Anschlussmöglichkeiten für ISDN-TK-Anlagen, analoge Telefone und Fax-Geräte sowie VoIP-TKAnlagen. WAN-seitig zudem VDSL 2 und ADSL 2+ sowie Vectoring unterstützend, handelt es sich also um leistungsstarke, innovative Router, die dank All-IP-Fähigkeit sämtliche mit der Umstellung des Telefonnetzes durch die Deutsche Telekom verbundenen Anforderungen erfüllen – als einfache und kostengünstige

Migrationslösung, um vorhandene Telefonanlagen auch künftig weiternutzen zu können. Der integrierte Lancom Voice Call Manager (VCM) erlaubt darüber hinaus ein flexibles Management der Telefonleitungen und Rufnummern und ermöglicht derart den gleichzeitigen Betrieb von ISDN-, analogen und neuen VoIP-Endgeräten, wobei sich bis zu 20 ISDN-User verwalten und je Router bereits werkseitig zehn VoIP-Teilnehmer anmelden lassen. Das heißt, letztlich gestatten beide Router eine flexible Erweiterung der bisherigen Telekommunikationsinfrastruktur und die schrittweise Umstellung von ISDN- bzw. Analog- auf VoIP-Telefonie.

Der Lancom 1783 VA ist für 699 €, der Lancom 1783 VAW für 799 € erhältlich. Sie gehören im Übrigen zum Kernportfolio von Lancom, das in Deutschland entwickelt und gefertigt wurde und wird – und eignen sich ideal für eine sichere Vernetzung von Zentralen, Niederlassungen, Filialen, Standorten und HomeOffice-Arbeitsplätzen in kleinen, mittleren und großen Unternehmen. www.lancom-systems.de

5 . 2015 | BRÜCKENBAU

N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E Auszeichnung für Prof. Feix Ingenieure

CNA Innovationspreis 2015 Im Spätsommer dieses Jahres wurde in Nürnberg zum 13. Mal der CNA Innovationspreis »Intelligenz für Verkehr und Logistik« verliehen, und zwar an Toge Dübel GmbH & Co. KG, ein Unternehmen der Würth Group, und Prof. Feix Ingenieure GmbH: Sie erhielten diese Auszeichnung für ein neues Konzept zur Verstärkung von Betonbrücken, denn die von ihnen entwickelte Methode zur Erhöhung bzw. Wiederherstellung der Tragfähigkeit bestehender Bauwerke ermöglicht, in dem Zusammenhang erstmals auch bewährte Beton- bzw. Verbundankerschrauben als tragende Bauteile einsetzen zu können. Und das bedeutet, derart lassen sich Sanierungen durchführen, ohne dass größere Verkehrseinschränkungen auf oder unter der ertüchtigenden Querung notwendig sind.

Norbert Schäfer, Vorstandsvorsitzender des CNA e.V.: »Die Ingenieure haben eine innovative Lösung für die Verkehrsinfrastruktur entwickelt, mit der sich zukünftige Bundeshaushalte massiv entlasten lassen und der Verkehrsfluss während der Bauarbeiten nur minimal beeinträchtigt wird.« Und der bayerische Innen- und Verkehrsminister Joachim Herrmann: »Mit ihrem Konzept zur Verstärkung von

Betonbrücken sind Sie direkt am Puls der Zeit. Denn in den kommenden Jahren muss die Bahn zahlreiche marode Eisenbahnbrücken sanieren. Mit dem Verstärkungskonzept sind Sanierungen von Betonbrücken aller Verkehrsträger zudem mit deutlich geringeren verkehrlichen Einschränkungen möglich.« www.c-na.de

Handlungsempfehlungen der Reformkommission

Perspektiven beim Bau von Großprojekten Die deutsche Bauwirtschaft und Ingenieurskunst genießen weltweit einen hervorragenden Ruf. Dennoch wirft eine Reihe aktueller Großprojekte mit erheblichen Kosten- und Terminüberschreitungen, zum Beispiel Stuttgart 21, der neue Berliner Flughafen oder die Elbphilharmonie in Hamburg, die Frage auf, ob oder inwieweit es strukturelle Defizite bei Planung und Realisierung von derartigen Vorhaben gibt. Das damalige Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung hat 2013 deshalb die Reformkommission »Bau von Großprojekten« ins Leben gerufen, deren Aufgabe es war, konkrete Handlungsempfehlungen zu entwickeln, um in solchen Fällen Kostenwahrheit, Kostentransparenz, Effizienz und Termintreue zu verbessern und das Vertrauen der Bürgerinnen und Bürger in die öffentliche Hand als Bauherrn zu stärken. Mittlerweile hat sie ihren Abschlussbericht vorgelegt, in und mit dem sie einen generellen Kulturwandel fordert – und zugleich zehn sogenannte Kernhandlungsempfehlungen formuliert:

BRÜCKENBAU | 5 . 2015

– Kooperatives Planen im Team – Erst planen, dann bauen – Risikomanagement und Erfassung von Risiken im Haushalt – Vergabe an den Wirtschaftlichsten, nicht den Billigsten – Partnerschaftliche Projektzusammen arbeit – Außergerichtliche Streitbeilegung – Verbindliche Wirtschaftlichkeits untersuchung – Klare Prozesse und Zuständigkeiten/ Kompetenzzentren – Stärkere Transparenz und Kontrolle – Nutzung digitaler Methoden: Building Information Modeling (BIM) Der gesamte Bericht steht im Internet zum kostenlosen Download zur Verfügung. Und: Die Reformkommission wird in loser Folge weiterhin zusammentreffen, um die Umsetzung ihrer »Vorschläge« zu bewerten. www.bmvi.de

N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E

Koordiniertes Vorgehen in Nordrhein-Westfalen

Rheinbrückenkonferenz mit Kommunen Michael Groschek, der Verkehrsminister des Landes Nordrhein-Westfalen, hat den Städten mit eigenen Rheinquerungen Unterstützung bei der Prüfung von Tragwerk und Lebensdauer ihrer Brücken zugesagt: »Wir müssen verhindern, dass Vater Rhein zu einer neuen innerdeutschen Grenze wird, weil nach und nach immer mehr Brücken unter der steigenden Verkehrsbelastung das Ende ihrer Lebensdauer erreichen, während die notwendigen Ersatzbauten noch nicht fertig sind.« So wurde bei einem Treffen mit den Regierungspräsidentinnen von Köln und Düsseldorf sowie Vertretern aller Kommunen, die eigene Rheinbrücken in ihrer Baulast haben, ein koordiniertes Vorgehen für künftige Sperrungen und Sanierungen vereinbart. Der Bund, so Groschek, habe das Problem erkannt und die erforderlichen Finanzmittel für eine umfassende verkehrswirtschaftliche Untersuchung zugesagt. Die Federführung für diese Untersuchung der Verkehrsströme einschließlich der Nachrechnung der Bauwerke Rhein solle bei den Regierungspräsidien liegen, wobei ein Hauptproblem bei künftigen Sanierungen sei, dass mit dem Auslaufen der Entflechtungsmittel des Bundes im Jahr 2019 für die Kommunen überhaupt keine Planungssicherheit für Zuschüsse zu Investitionen in die Verkehrsinfrastruktur mehr bestehe: »Die ausstehende Einigung über die Bund-Länder-Finanzbeziehungen blockiert die Handlungsfähigkeit der Kommunen, das muss schleunigst ein Ende haben.« Um einen drohenden Verkehrsinfarkt bei der Rheinquerung zu vermeiden, könne man nicht auf das Ende des Bund-Länder-Finanzpokers warten. Von den 23 nordrhein-westfälischen Straßenbrücken über den Rhein sind elf in kommunaler Trägerschaft, die übrigen zwölf im Verlauf von Autobahnen oder Bundesstraßen stehen in der Baulast des Bundes. Auch Bundes- und Landesstraßen innerhalb geschlossener Ortschaften fallen bei Großstädten mit über 80.000 Einwohnern in die kommunale Baulast. Beim Landesbetrieb Straßenbau Nordrhein-Westfalen sind bisher 249 priorisierte Brücken nachgerechnet worden – und dabei hat sich gezeigt, dass 75 Bauwerke einer Verstärkung bedürfen, wäh-

Straßenbrücken über den Rhein in Nordrhein-Westfalen © Ministerium für Bauen, Wohnen, Stadtentwicklung und Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen

rend 157 komplett neuerrichtet werden müssen, weil eine Ertüchtigung entweder nicht wirtschaftlich oder technisch nicht sinnvoll ist. www.mbwsv.nrw.de www.land.nrw

5 . 2015 | BRÜCKENBAU

N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E Initiative aus und für Baden-Württemberg

Werben um spanische Fachkräfte Auf dem Baden-Württemberg-Tag in Barcelona, der Frühjahr dieses Jahres stattfand, warb das Ministerium für Verkehr und Infrastruktur dieses Bundeslandes um spanische Fachkräfte für seine Straßenbauverwaltung. »Das Straßennetz ist eine wesentliche Grundlage für Wohlstand und Wirtschaftskraft des Landes. Die Straßenbauverwaltung Baden-Württemberg bietet jungen Bauingenieurinnen und Bauingenieuren verantwortungsvolle, vielseitige und interessante Tätigkeiten«, so Amtschef Uwe Lahl bei Eröffnung der Veranstaltung.

Darüber hinaus unterzeichnete Ministerialdirektor Lahl mit dem Institut für Straßen- und Verkehrswesen der Universität Stuttgart eine Absichtserklärung zur Förderung und Unterstützung des Interesses von spanischen Studierenden im Bereich des Straßenbauingenieurwesens. In und mit ihr wird zugesichert, verstärkt Praktikumsstellen bei den Regierungspräsidien in Baden-Württemberg für spanische Studierende anzubieten, die ein Auslandssemester an der Universität Stuttgart absolvieren. »Damit möchten wir die an einer späteren Tätigkeit als Straßenbauingenieurin und Straßenbau-

ingenieur in Baden-Württemberg interessierten spanischen Studierenden fördern, ihnen einen Anreiz bieten, bereits während der Studienzeit in Spanien die deutsche Sprache zu lernen, und ihnen einen möglichen Berufseinstieg in die Straßenbauverwaltung von Baden-Württemberg erleichtern«, so Lahl weiter. Basis jener Absichtserklärung ist im Übrigen die bereits im Mai 2014 geschlossene Kooperationsvereinbarung zwischen der Landesregierung Baden-Württemberg und Katalonien zur Arbeitsmobilität. www.mvi.baden-wuerttemberg.de

Nachahmenswerte Vorreiterrolle des Ruhrgebiets

Stadtverträgliche Navigation für Lkws Es war kein Aprilscherz, als die Nachrichtensendung »heute nacht« des ZDF am 1. April von einem neuen Software-Angebot berichtete. Die Wirtschaftsförderung metropoleruhr GmbH (wmr) hat zusammen mit dem Regionalverband Ruhr (RVR), den Industrie- und Handelskammern im Ruhrgebiet sowie 40 Kommunen in mehrjähriger Projektarbeit ein bislang einzigartiges System zur »stadtverträglichen Lkw-Navigation« auf den Weg gebracht, das mittlerweile auf dem Markt ist. Gemeinsam wurden Vorrangrouten definiert, die dafür sorgen sollen, dass Umwelt und Bilanzen geschont werden Mit der neuen Navigation für Lkws nimmt die Metropole Ruhr, eine der wichtigsten Logistikstandorte in ganz Europa, eine Vorreiterrolle bei der Bewältigung von aktuellen Verkehrsfragen ein. Der zunehmende Güterverkehr führt dazu, dass man hier schon seit vielen Jahren nach sinnvollen Lösungen für die steigende Umwelt- und Lärmbelastung sucht. Das Konzept einer maßgeschneiderten LkwNavigation bietet Unternehmern und Kommen nun gleichermaßen die Chance, Fahrten effizienter und einfacher zu gestalten. Fehlerhafte Routen, die in ein Wohngebiet leiten oder Brummis durch die historische Altstadt lotsen, sollen damit der Vergangenheit angehören.

BRÜCKENBAU | 5 . 2015

»Bei diesem Projekt ist es uns gelungen, eine einmalige Kooperation zwischen den Städten und Kreisen des Ruhrgebiets zu schaffen. Alle Beteiligten haben verstanden, dass der Verkehr nicht an der Stadtgrenze aufhört«, so Rasmus C. Beck, Vorsitzender der Geschäftsführung der wmr. Seiner Ansicht nach ist das Routensystem ein Beweis für die Innovationskraft der Region, in der Wirtschaft, Verkehr und Innovationen zusammen optimale Bedingungen für unternehmerische Aktivitäten bieten. Das neue Lotsensystem gebe der Branche einen wichtigen Impuls, um Fahrzeuge, Brennstoffe und Personal noch effizienter einzusetzen, so Beck weiter. Von der intelligenten Routenplanung profitieren sowohl Natur als auch Unternehmen und Bürger. Und laut Karola Geiß-Netthöfel, Direktorin des Regionalverbandes Ruhr, erfahre das Projekt eine hohe Akzeptanz, und die Kooperation von Regionalverband, Kommunen und Wirtschaft beweise zudem, dass sich Belange des Umweltschutzes, der Verkehrssicherheit und ökonomische Grundgedanken nicht ausschlössen. Dabei lobt sie vor allem die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Verwaltung, Organisationen und IT-Dienstleistern.

Die neuen Datensätze können ab sofort auf Navigationssystemen genutzt und darüber hinaus individuell angepasst werden, indem beispielsweise die Bauhöhe der jeweiligen Fahrzeuge eingegeben wird, was gerade bei Brückenunterfahrten von erheblicher Bedeutung ist. Die Laster im innerstädtischen Verkehr werden möglichst immer auf Vorrangrouten gelotst, bauliche Restriktionen automatisch erkannt und Nebenstraßen weitestgehend umsteuert. Dadurch kommen Lkws schneller an ihr Ziel, und Anwohner haben ihre Ruhe. An der digitalen Anpassung der Straßennetze war maßgeblich die Nokia-Tochter Here beteiligt, ein führender Entwickler digitaler Karten und Navigationslösungen, der auch weiterhin an der kontinuierlichen Optimierung von Kartendaten arbeitet. www.business.metropoleruhr.de

NACHRICHTEN UND TERMINE Forschungsresultat eines Fraunhofer-Institutes

Sicherheit für kritische Infrastrukturen Erst Anfang April sorgten Orkane in vielen Teilen Deutschlands für Stromausfälle: Züge standen still, Fahrstühle blieben stecken, Bildschirme in Büros wurden schwarz. Der Spuk ist zwar bei solchen Unwettern meist schnell vorbei, dennoch zeigt sich: Kritische Infrastrukturen wie Energienetze sind eine »Achillesferse« unserer modernen Gesellschaft. Ähnliches gilt natürlich für Flughäfen oder Verkehrsnetze, für die ebenfalls hohe Sicherheitsstandards gefordert und in der Regel realisiert werden. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Software- und Systemtechnik haben nun im Projekt »Seconomics« gemeinsam mit internationalen Partnern ein Analysewerkzeug entwickelt, mit dem Betreiber von Infrastrukturen vorhandene und geplante Sicherheitsmaßnahmen bewerten können – sowohl im Hinblick auf ihre Wirksamkeit als auch auf ihre Wirtschaftlichkeit. Dieses System liefert also eine fundierte Entscheidungsgrundlage, um

die Sicherheit im Rahmen der finanziellen Möglichkeiten optimal zu verbessern. Ausgangsbasis ist eine individuelle Risikoanalyse der aktuellen Situation, und dazu entwickelten die Forscher eine modellbasierte Software, in der Szenarien für verschiedene Infrastrukturen hinterlegt sind. Die Software erstellt anhand jener Daten dann ein modellhaftes Szenario und bereitet die Ergebnisse in graphischer Form auf. Diese Simulation erlaubt nun, geplante Sicherheitsmaßnahmen auf ihre Effektivität und Wirtschaftlichkeit zu überprüfen, indem der Nutzer einzelne Parameter verändert. Seine Praxistauglichkeit hat das Analysewerkzeug bereits unter Beweis gestellt: In Fallstudien evaluierten die Projektpartner unter anderem ein Energieversorgungsnetz in Großbritannien, das U-Bahn-Netz in Barcelona sowie einen Flughafen in der Türkei.

www.isst.fraunhofer.de

Neues Ausbildungs- und Trainingszentrum von Maurer

Investition in Lehrlinge am Stammsitz Maurer hat in München ein neues Ausbildungs- und Trainingszentrum mit 18 Ausbildungsplätzen eröffnet. »Wir sind ein mittelständisches Stahlbauunternehmen mit hohem Spezial-Know-how. Das bedeutet zum einen, dass wir für Lehrlinge attraktiv sein wollen, andererseits wollen wir ihnen auch besonders viel vermitteln«, so Oliver Breuing, Leiter der Werke der Maurer AG. Der Stahlbaubetrieb mit derzeit 28 Lehrlingen ist den Münchnern ein Begriff, weil auf dem Werksgelände am Frankfurter Ring immer wieder weiße Riesenräder hergestellt werden. Die Kernkompetenz der weltweit tätigen Spezialfirma liegt in der Bauwerkssicherung und umfasst zum Beispiel die Gleitlager von großen Brücken oder die Erdbebendämpfung von Gebäuden jeglicher Art. »Wir realisieren technisch hochanspruchsvolle Projekte – nur: In München weiß das kaum jemand, und wir müssen mit Konzernen um Lehrlinge konkurrieren.« Die 18 Ausbildungsplätze im neuen Ausbildungs- und Trainingszentrum (ATZ) sind mit einem hoch-

Lehrlinge und Geschäftsleitung: links Oliver Breuing, rechts Dr. Christian Braun (vorn) sowie dahinter links Martin Österle und rechts Frederic Mohr © Maurer AG

wertigen Maschinenpark ausgestattet, gestrichen haben die Lehrlinge ihr »eigenes« Reich selbst. Verantwortlich für die Umsetzung des 360.000 € teuren Projekts war Martin Österle, Ausbildungsmeister bei Maurer. Die Eröffnung der 300 m² großen Werkstatt fand am 25. September statt, auch einige Eltern waren mit anwesend.

Derzeit bildet Maurer 28 Lehrlinge zum Zerspanungsmechaniker oder zum Konstruktionsmechaniker aus. Im ATZ sollen aber ebenso Mitarbeiter weitergebildet, Schweißkurse abgehalten sowie Praktikanten und Werksstudenten geschult werden. www.maurer.eu

5 . 2015 | BRÜCKENBAU

N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E Vertragsverlängerung bei SOFiSTiK

Vertrieb mit großem Erfolg Die SOFiSTiK AG hat den Vertrag ihres Vertriebsvorstands Frank Deinzer (42) vorzeitig um weitere drei Jahre bis Dezember 2018 verlängert, womit Europas führender Hersteller von Bausoftware für Berechnung, Bemessung und Konstruktion dessen höchst erfolgreiche Arbeit honoriert. Der studierte Bauingenieur Frank Deinzer, seit 1999 für diese Firma tätig, war seit August 2010 als Vorstand zunächst für die Produktentwicklung verantwortlich, im Januar 2015 übernahm er dann die Leitung von Vertrieb und Marketing.

Seit Frank Deinzers Bestellung als Vorstandsmitglied im August 2010 ist der Umsatz von SOFiSTiK um 47 % auf 8,80 Mio. € gewachsen, für 2015 sind über 10 Mio. € geplant. Das Unternehmen mit Sitz in Oberschleißheim bei München und in Nürnberg arbeitet mittlerweile für 3.000 Kunden in über 60 Ländern. »Ich freue mich außerordentlich, mit dieser Vertragsverlängerung weiterhin die Mitarbeit Frank Deinzers für unser Unternehmen zu sichern; er spielt in unseren Plänen für den Generationenübergang eine

sehr wichtige Rolle«, so Dr. Johannes Harl, Vorsitzender des Aufsichtsrats. www.sofistik.de

Lyon als weiterer Standort von Getzner

Marktpräsenz (auch) in Frankreich Getzner, einer der führenden Spezialisten im Bereich Schwingungsschutz, ist bereits seit ca. 30 Jahren am französischen Markt aktiv und installiert dort elastische Lösungen, die Vibrationen und Lärm minimieren. Für die Anforderungen der SNCF wurde zum Beispiel ein Produkt entwickelt, das hauptsächlich auf Hochgeschwindigkeitsstrecken zum Einsatz kommt: Es sorgt für mehr Stabilität im Gleisoberbau und senkt zugleich den Instandhaltungsaufwand signifikant. »Der steigende Bedarf an Schwingungsschutzlösungen in Frankreich hat uns dazu bewogen, eine eigene Niederlassung zu gründen. Vom Standort Lyon aus können wir noch näher beim Kunden sein und unseren Service weiter optimieren«, so Jürgen Rainalter, Geschäftsführer von Getzner Werkstoffe GmbH. Die Lösungen des österreichischen Unternehmens

basieren auf den selbstentwickelten und hergestellten Werkstoffen Sylodyn® und Sylomer®, die weltweit in den Bereichen Bahn, Bau und Industrie Anwendung finden. Getzner hat über 45 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet des Schwingungsschutzes, ist in Frankreich seit Mitte der 1980er Jahre tätig, überwiegend im Direktvertrieb. So erhielten unter anderem auch die Straßenbahnlinien in Grenoble und Marseille einen Schwingungsschutz von Getzner. »Das Kunstmuseum ›Glaswolke‹ der Stiftung Louis Vuitton in Paris und die Philharmonie de Paris zählen ebenfalls zu unseren Referenzen im Baubereich«, so Frédéric Caffin, Generaldirektor von Getzner France.

www.getzner.com

Firmenübernahme durch Hünnebeck

Verstärkung der Marktposition Die Hans Warner GmbH mit Sitz in Langenfeld hat den Geschäftsbereich Schalungen und Gerüste an die Hünnebeck Deutschland GmbH, Ratingen, verkauft. Beide Firmen verbindet eine langjährige Partnerschaft: Bereits seit 1954 war Hans Warner Handelspartner für HünnebeckSysteme in Nordrhein-Westfalen. Hünnebeck übernimmt im Rahmen der Transaktion die Mitarbeiter des Geschäftsbereichs, den Mietpark sowie Einrichtungen für die Materialreinigung und -wartung und wird selbige am Stammsitz in Ratingen konzentrieren.

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Mit den durch den Verkauf frei gewordenen räumlichen wie finanziellen Kapazitäten wird die Hans Warner GmbH ihre übrigen Geschäftsfelder weiterentwickeln und verstärken. »Mit der Übernahme des Schalungs- und Gerüstgeschäfts von Hans Warner verstärken wir unsere Position im Markt deutlich. Wir verfügen damit zukünftig über eine eigene Vertriebsorganisation im bevölkerungsreichsten Bundesland. Zudem können wir unsere Kunden aus anderen Regionen bei Projekten in Nordrhein-Westfalen noch intensiver betreuen und noch

schneller aus dem erweiterten Ratinger Miet- und Neugerätelager beliefern. Ein großer Vorteil bei der Integration ist natürlich auch, dass wir hochqualifizierte Mitarbeiter übernehmen, die unser Geschäftsmodell bestens kennen«, so Martin Hemberger, Vorsitzender der Geschäftsführung der Hünnebeck Deutschland GmbH. www.huennebeck.de

NACHRICHTEN UND TERMINE Ausstellung im Stadtmuseum Bonn

Brücken über den Rhein 1898 wurde in Bonn erstmals eine dauerhafte Brücke über den Rhein eingeweiht, die nun alle anderen vorherigen Möglichkeiten ablöste, die Barriere »Fluss« zu überqueren: Boote, Fähren, Schiffsbrücken etc. Das Bauwerk entstand aus verkehrs- und wirtschaftspolitischer Notwendigkeit – und wurde von den Bonnern wie Beuelern dennoch schon sehr bald mit großem Stolz akzeptiert und von Touristen bestaunt. Und so wurde nicht nur das Posieren für Erinnerungsfotos vor ihr üblich, sondern auch, Ansichten von ihr anzufertigen, die für (Stadt-)Werbung und Propaganda zum Einsatz kamen. In der Geschichte der Stadt spielte die Brücke immer wieder eine zentrale Rolle, was nicht zuletzt aus der mitunter erheblichen Bedeutung des Rheins als militärstrategische »Trasse« resultierte. Es waren

dann deutsche Soldaten, die 1945 meinten, mit ihrer Sprengung die Alliierten aufhalten zu können. Es folgten abermals Jahre des ausschließlichen Fährbetriebs – bis auf den Fundamenten der alten eine neue Brücke in atemberaubender Geschwindigkeit errichtet und bereits 1949 eingeweiht wurde: ehedem wohl ein Argument für die Wahl Bonns zur provisorischen Bundeshauptstadt. Die Ausstellung im Bonner Stadtmuseum erinnert an diese Geschichte und zeigt bis zum 13. Dezember dementsprechend eindrucksvoll, wie ihr Untertitel lautet, »Was Bonn mit Beuel verbindet«, also Brückenschläge, die nichts von ihrer Faszination eingebüßt haben. www.bonn.de

Anschaulicher Bildband von Park Books

Räume unter Brückenbauwerken Das Interesse der österreichischen Fotografin Gisela Erlacher, die unter anderem in Wien studiert hat, gilt hybriden, improvisierten Konstellationen im Stadtraum – und insofern dem oder einem, im besten Sinne, Besonderen, das sonst oft und gerne ignoriert oder sogar verdrängt wird. Und dennoch lässt es sich nicht immer und überall übersehen, rücken diese »unbewussten« Orte doch gerade vor dem Hintergrund fortschreitender globaler Beschleunigung und Urbanisierung inzwischen vermehrt in das Blickfeld vieler Akteure unterschiedlichster Provenienz. In »Himmel aus Beton« veranschaulicht Gisela Erlacher nun jene Räume und Situationen, die durch Überbauung oder Aneignung entstanden oder aber erst im Entstehen begriffen sind – und zwar unter großen und bisweilen auch kleineren Brücken. Ihre Aufnahmen aus China, Großbritannien, den Niederlanden und Österreich dokumentieren also quasi Nichtorte, die geprägt sind durch das »Darunter« und die daraus erwachsenden, ganz spezifischen und immer wieder verblüffenden Konfigurationen und Nutzungen.

Das zum Preis von 38 € angebotene Buch hat insgesamt 112 Seiten Umfang – und zeigt erstmals eine Auswahl aus dem Œuvre dieser Fotografin, deren eindrucksvolle, auf diversen Ebenen lesbare Bilder zweifelsohne mit faszinierenden Perspektiven aufwarten, wobei hier Essays von Lilli Lička und Peter Lodermeyer für eine zusätzliche (textliche) Vertiefung sorgen. www.park-books.com

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N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E Empfehlenswertes Buch aus dem Verlag Ludwig

Erste »Kunststraße« in Schleswig-Holstein Mit dem Bau der ersten »Kunststraße« zwischen dem heute zu Hamburg gehörenden Altona und der Stadt Kiel in den Jahren 1830–1833 gelang den Herzogtümern Schleswig und Holstein relativ spät der Sprung in die Moderne, war eine dem wachsenden Handel und Warenaustausch dienende Verkehrsinfrastruktur doch bis dato nicht vorhanden. In mehr als 40 Beiträgen von ca. 20 Autorinnen und Autoren werden nun die historischen Rahmenbedingungen sowie Planung und Realisierung einer der bedeutendsten Infrastrukturmaßnahmen des 19. Jahrhunderts erläutert, die wichtigsten Elemente wie die Wegewärter- und die Chausseegeld-Einnehmerhäuser, die notwendigerweise zu errichtenden Brücken und Meilensteine, aber auch die sie nicht minder prägende Alleebepflanzung vorgestellt, wobei der bald einsetzende Wandel jener Chaussee

ebenfalls Berücksichtigung findet – unter anderem durch die beispielhafte Thematisierung von Kurvenbegradigungen und Belagserneuerungen, Gasthäusern und Ausspannen, Baumfällungen und Wiederaufforstungen. Für eine erfreuliche und zudem höchst passende Abrundung oder, besser, Ergänzung sorgt darüber hinaus eine Erörterung, die der damals gegründeten Straßenbauverwaltung gewidmet ist und deren Entwicklung in den vergangenen 180 Jahren nachvollzieht. Einzelne Abschnitte der Chaussee sind seit langem im Blick der Denkmalpflege und teilweise geschützt. Und dennoch ist die Frage, wie man mit einem verkehrstechnischen Kulturdenkmal von fast 100 km Länge insgesamt als Teil unseres »steinernen« Erbes umgeht, derzeit noch ungeklärt. Das sehr empfehlenswerte, in Summe 312 reichbebilderte Seiten umfassende und lediglich 34,90 €

kostende Buch aus dem Verlag Ludwig soll und kann infolgedessen dazu beitragen, dieses Gesamtwerk der Straßenbaukunst zu verstehen, es schätzen zu lernen und dann bewahren zu helfen. www.verlag-ludwig.de

Neuerscheinung bei Ernst & Sohn

Chronik und »Leistungsschau« Der Brückenbau gilt (zu Recht!) als Königsdisziplin der Ingenieurs- oder eben Ingenieurbaukunst – und darf infolgedessen nicht unerwähnt bleiben, wenn herausragende Ideen und Projekte von, im besten Sinne, Tragwerksplanern thematisiert, vor allem aber angemessen veranschaulicht werden sollen. Und so finden sich in der hier anzuzeigenden Neuerscheinung auch nicht wenige Beschreibungen von Brücken, die deutsche Ingenieure im Inund Ausland entworfen und realisiert haben, wie die der Baakenhafenbrücke in Hamburg, des Erbastegs in Bamberg, der sogenannten IJsselbrücke in den Niederlanden, der Hochbrücke bei Rendsburg, der Max-Gleissner-Brücke in Tirschenreuth und der Waschmühltalbrücke bei Kaiserslautern. Auf der Intention fußend, eine aktuelle Leistungsschau bieten zu wollen, deckt diese Veröffentlichung sicherlich ein breites Spektrum ab, wobei sich über die Auswahl der Bauwerke zweifelsohne disku-

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tieren lässt: Obwohl das Gros von ihnen in puncto Struktur, Konstruktion und Gestalt mit überzeugenden Qualitäten aufwartet, drängt sich bei manch anderen fast unweigerlich die Frage auf, welche Attribute oder Entscheidungskriterien letztlich zu ihrer Berücksichtigung geführt haben. Die Lektüre der in Summe 200 reichbebilderten Seiten als jüngstes »Resultat« in einer seit 2001 von der Bundesingenieurkammer herausgegebenen Buchreihe lohnt sich (dennoch), vermag sie Laien wie Experten doch zum Preis von 39,90 € einen guten, ja einen durchaus repräsentativ zu nennenden Eindruck von den höchst vielfältigen Herausforderungen zu vermitteln, mit denen Ingenieure immer wieder konfrontiert werden – und die sie dank der Entwicklung von überwiegend vorzüglichen und mitunter sogar einzigartigen Lösungen stets zu bewältigen wissen. www.ernst-und-sohn.de

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BRÜCKENBAU | 5 . 2015

IMPRESSUM

BRÜCKENBAU ISSN 1867-643X 7. Jahrgang Ausgabe 5 . 2015 www.zeitschrift-brueckenbau.de Herausgeber und Chefredakteur Dipl.-Ing. Michael Wiederspahn mwiederspahn@verlagsgruppewiederspahn.de Verlag

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Biebricher Allee 11 b D-65187 Wiesbaden Tel.: +49 (0)6 11/84 65 15 Fax: +49 (0)6 11/80 12 52 www.verlagsgruppewiederspahn.de Anzeigen Ulla Leitner Zur Zeit gilt die Anzeigenpreisliste vom Januar 2015. Satz und Layout Christina Neuner Bild Titel und Inhaltsverzeichnis Pont Raymond Barre in Lyon © Maurer AG Druck Schmidt printmedien GmbH Haagweg 44, 65462 Ginsheim-Gustavsburg Erscheinungsweise und Bezugspreise Einzelheft: 14 Euro Doppelheft: 28 Euro Abonnement: Inland (4 Ausgaben) 56 Euro Ausland (4 Ausgaben) 58 Euro Der Bezugszeitraum eines Abonnement beträgt mindestens ein Jahr. Das Abonnement verlängert sich um ein weiteres Jahr, wenn nicht sechs Wochen vor Ablauf des berechneten Bezugszeitraums schriftlich gekündigt wird. Copyright Die Zeitschrift und alle in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlags in irgendeiner Form reproduziert oder in eine von Maschinen verwendbare Sprache übertragen werden. Mit Ausnahme der gesetzlich zugelassenen Fälle ist eine Verwertung ohne Einwilligung des Verlags strafbar. Beilage Die Gesamtauflage von Ausgabe 5 ∙ 2015 enthält eine Beilage der Graitec Innovation GmbH und eine Beilage der Arup Deutschland GmbH.

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