Objektplanung im konstruktiven Ingenieurbau - Funktionalität pur

Der Jünglingssteg in Waldkirch überspannt die Elz. Fußgänger und Radfahrer nutzen ihn als Verbindung zwischen dem Bahnhof und der Altstadt. Die bestehende Stahl-Fachwerkbrücke wies nach einer Standzeit von über 100 Jahren starke Korrosionsschäden auf. Eine Sanierung war wirtschaftlich nicht vetretbar. Die Stadt hat daher den Neubau der Brücke beschlossen. Aufgrund der zentralen Lage im Nahumfeld der historischen Altstadt besteht ein besonderer Gestaltungsanspruch.

Im Zuge einer ersten Planung in 2017 wurde eine Stahlbrücke mit geschwungener Linienführung entworfen, bis zur Baureife geplant und ausgeschrieben. Die Ausschreibung musste jedoch aufgehoben werden, weil die Angebotspreise deutlich über der Kostenberechnung lagen. In einer anschließenden Variantenprüfung mit Umweltbilanz wurden weitere Bauweisen in Stahl, Beton, Aluminium und Holz verglichen. Auf dieser Grundlage hat die Stadtverwaltung sich für den Bau einer Holzbrücke entschieden. In der Folge wurde diese Variante planerisch bis zur Ausführungsreife vertieft.   

Die Brücke weist folgende Merkmale auf:

• Gedeckte Holzfachwerkbrücke als Einfeldbrücke mit einer Spannweite von 45 m
• Schiefwinkliges Brückenportal am linken Ufer, rechtwinkliges Portal am rechten Ufer; dadurch unterschiedliche Spannweiten des unterstromigen und oberstromigen Tragsystems
• Vormontage der Brücke am Ufer und Einhub des Brückenkörpers als Ganzes
• Flachgründung des rechten Widerlagers auf einer Tieferführung mit Unterwasserbeton
• Gründung des Widerlagers am linken Ufer auf Mikropfählen
• Sanierung der Ufermauern am linken Ufer auf eine Länge von 50 m
• Anpassung der Verkehrsflächen am linken Ufer für einen möglichst barrierefreien Zugang zur Brücke

Der Schwaderlochsteg überquert den Rhein zwischen den Gemeinden Albbruck (D) und Schwaderloch (CH). Er wurde in den 1930er Jahren gebaut. Es handelt sich um eine 202 m lange Brücke, die über 5 Felder spannt. Als Trogbrücke besteht sie aus zwei durchlaufenden Stahlträgern, die mit einem Kreuzverband unter der Fahrbahnplatte ausgesteift ist. Die Fahrbahnplatte ist als Ortbetonplatte mit der Stahlkonstruktion kraftschlüssig verbunden.

Die Brücke wurde 2016 als dringend sanierungsbedürftig eingestuft. Der bauliche Zustand war von Schäden an der Fahrbahnplatte und erheblicher Korrosion an den Stahlbauteilen des Haupttragwerks geprägt. Die Lagerelemente und die Betonstruktur der Widerlager erwießen sich als dringend sanierungsbedürftig.

Im Zuge der Projektierung und wurden folgende Baumaßnahmen definiert:

• Vollständige und hermetische Einhausung
• Abbruch der Stahlbeton-Fahrbahnplatte
• Entschichtung der Stahlkonstruktion mit Hochdruckwasserstrahlen und Sandstrahlen
• Behandlung HDW-Abwasser durch Neutralisation, Sedimentation und Filtration
• Sanierung der Korrosionsschäden durch selektive Profilverstärkungen bzw. Austausch von Stahlbauteilen am Tragwerk.
• Neubeschichtung des Stahltragwerks
• Bau einer im Mittel 8 cm dicken profilierten Fahrbahnplatte in Textilbeton mit Carbonbewehrung mit kraftschlüssigem Anschluss an die Längs- und Querträger der Stahlkonstruktion
• Austausch der Neoprenlagerelemente an den Widerlagern
• Betonsanierung der Widerlager

Da es für die Herstellung einer Fahrbahnplatte in Ortbeton mit Carbonbewehrung keine Norm gibt, war eine Zustimmung im Einzelfall (ZiE) erforderlich. Die gutachterliche Begleitung der Betonarbeiten erfolgte durch das BMI der RWTH Aachen. Dort waren auch im Vorfeld und während der Baumaßnahme Bauteilprüfungen an Probekörpern und prototypischen Plattenelementen durchgeführt worden. Auf der Baustelle wurde vorab das Betonieren in zwei Pilotbetonagen getestet.

Besondere Anforderungen ergaben sich auch aus der Längenerstreckung der Brücke. Die gesamte Versorgung der Baustelle mit Baustoffen und die Entsorgung der beim Abbruch und der Entschichtung anfallenden Abfallstoffe erfolgte ausschließlich über die Brückenköpfe. Insbesondere das Einbringen des Betons in der geforderten außergewöhnlich hohen Qualität mit Förderdistanzen über 100 m war mit hohem logistischem Aufwand verbunden.

Die Halbtiefgarage in der Steinstraße in Emmendingen wurde in den 1980er Jahren in Massivbauweise gebaut. Die Decke über dem Parkdeck überragt das Umgebungsgelände um bis zu 1,5 m. Auf der Decke wurde eine Grünanlage angelegt.

Die Grünanlage soll nun zugunsten eines weiteren Parkdecks mit 70 Stellplätzen aufgegeben werden. Nach Abtrag des Erdreichs wird die Bestandsdecke saniert, neu abgedichtet und darauf die neue Verkehrsfläche mit Beton-Fertigteilplatten angelegt. Zur Anbindung des oberen Parkdecks sind Zu- und Abfahrtsrampen mit entsprechenden Stützbauwerken herzustellen und fußläufige Zugänge und Treppenanlagen, sowie eine barrierefreie Rampe neu zu bauen bzw. anzupassen. In diesem Kontext ist die vorhandene Bausubstanz grundlegend zu sanieren und entsprechend dem Stand der Technik zu ertüchtigen. Dies umfasst auch die Einrichtungen zur Anbindung der Parkgarage an das städtische Parkleitsystem.

Wesentliche Merkmale der Maßnahme:

• Bau von zwei Rampen für die Zu- und Abfahrt zum oberen Parkdeck
• Erneuerung der Flächenabdichtung und Bau einer Verkehrsfläche mit Beton-Fertigteilplatten
• Neubau von Zuwegungen für Fußgänger und Anpassung der vorhandenen Treppenanlagen
• Neubau einer barrierefreien Rampe
• Erneuerung der Flächenentwässerung und Bau eines Regenrückhaltesystems mit zwei Rückhaltebecken mit Drosseleinrichtungen
• Ausstattung des Parkhauses mit einem Parkleitsystem

Das Aubecken am Rhein bei Albbruck-Dogern dient zum Ausgleich der Wasserführung im Rhein bei Wasserentnahmen für den Pumpspeicherbetrieb der Kraftwerkskette Waldshut - Witznau - Häusern.

Das Becken wird von einem Ringdamm umschlossen und durch ein kombiniertes System aus Schlitzwand  und Asphaltbetondichtung abgedichtet.

Seit Inbetriebnahme des Beckens in den 1970er Jahren, werden Undichtigkeiten im Dichtungssystem beobachtet. Verschiedene Teilsanierungen wurden in den letzten Jahren durchgeführt. Nun wird eine gesamthafte Sanierung des Dichtungssystems erwogen.

In einer Machbarkeitsstudie sind verschiedene Sanierungsverfahren zur Wiederherstellung der Dichtigkeit zu prüfen und zu bewerten. Für zwei für die Ausführung in Frage kommende Sanierungskonzepte wurden die erforderlichen Baumaßnahmen auf Entwurfsplanungsniveau ausgearbeitet.

Projektdaten

• Beckeninhalt: 2.17 mio m³
• Wasserspiegelschwankung Beckenbewirtschaftung: 10 m
• Dammkronenlänge: 2.230 m
• Tiefe der vorhandenen Schlitzwand: 5.7 - 20.1 m

Die Baumaßnahme dient der Erhöhung der Standsicherheit des bestehenden Schwergewichtsdamms der Wehra-Talsperre im außergewöhnlichen Fall einer Undichtigkeit in der wasserseitigen Asphaltbetondichtung und der damit verbundenen Durchströmung des Dammkörpers. Durch eine Dammvorschüttung an der talseitigen Dammböschung wird der Dammfuß verstärkt und gegen rückschreitende Erosion gesichert.

Wesentliche Merkmale der Maßnahme:

• Dammvorschüttung mit über die Dammachse variierender Höhe und Aufbau entsprechend den vorhandenen Anlagen und räumlichen Anforderungen
• Drainvorschüttung auf der Dammflanke auf eine Höhe von bis zu 30 m mit einem Volumen von 25.000 m³
• Bauliche Anpassung und statische Ertüchtigung der eingebundenen Ingenieurbauwerke, wie z.B. Turbinenhaus der integrierten Wasserkraftanlage und Zugangsstollen zur Herdmauer.
• Verlängerung des Zugangsstollens und der Bypassleitung für die Durchdringung der Vorschüttung
• Bau von eingebohrten Horizontaldränleitungen DN 200/250 in einem Teilbereich ohne Vorschüttung, zur Dränwasserableitung im Durchströmungsfall
• Bau eines Abschirmbauwerk mit Großbohrpfählen zur Abfangung der Lasten aus der Vorschüttung über der Armaturenkammer des Zugangsstollens
• Bau einer Gabionenwand mit geschwungenem und höhenvariablem Verlauf mit bis zu 6 m Höhe und 2000 m³ Gabionenvolumen.
• Umverlegung von Infrastrukturanlagen und Leitungen im Umfeld (u.a. Reserveabgabeleitung DN 1300)

Die Maßnahme steht im Kontext des Neubaus einer Zufahrtsstraße „Neustadt-Mitte-Unterstadt. Dadurch wird die Unterstadt an die Bundesstraße B31 angebunden. Die Straße wurde am 12.12.2017 für den Verkehr freigegeben.

Im Zuge des Neubaus der Zufahrtsstraße wurden folgende Ingenieurbauwerke errichtet:

• Brücke über die DB Strecke 4300
  Widerlager: Kombinierte Bohrpfahl-Flachgründung, Höhe max. 11,5 m;
  Überbau: längs vorgespannte Stahlbetonplatte, Konstruktionshöhe 1,15 m; Stützweite 27,2 m; Breite 11,7 m; Kreuzungswinkel 50°; Längsgefälle 7,6%
• Stützwand Bauhof
  Winkelstützmauer aus Stahlbeton, Flachgründung, Ansichtshöhe max. 9,55 m; Länge 21,3 m
• Stützwand unterhalb der Straße zur Gutach
  Winkelstützmauer aus Stahlbeton, Bohrpfahlgründung am Gewässerrand, Ansichtshöhe max. 5,1 m, Länge 91,6 m
• Stützwand Pfeiler „20“
  Winkelstützmauer aus Stahlbeton, Bohrpfahlgründung neben dem Pfeiler der Hochbrücke L 172, Ansichtshöhe max. 4,1 m; Länge 20 m

Bei der Planung und Ausführung der Bauwerke waren die folgenden besonderen Anforderungen zu beachten:

Auftraggeber:
DB ProjektBau GmbH

Projektzeitraum:
2009 - 2010