VTS Aktuell

Technik-Info Ausgabe 1/2017

Ein Überflieger, der alles langsamer macht

Die geplante neue Brücke ins Autobahnkreuz hinein ist eine Herausforderung für Konstrukteure und verzögert den Kreuzumbau

 

Würselen. Die Autofahrer haben sich nach fast sieben Jahren längst an die Dauer-baustelle Aachener Kreuz gewöhnt. Inzwischen ist klar: Sie müssen sich vorerst nicht umgewöhnen. Die letzten Bagger werden diese Baustelle, die nach den allerersten Planungen eigentlich 2015 fertig sein sollte, nicht vor 2020 verlassen. Der Grund ist bekannt: Der Neubau der A-4-Brücke aus den Niederlanden über die A 544 ins Kreuz hinein, die zunächst gar nicht neu gebaut werden sollte. Im Mai 2012 wurde entschieden, dass die Brücke neu gebaut werden muss, weil sich eine Sanierung nicht rechnet. Durch diese Entscheidung war klar, dass sich der Zeitplan des kompletten Kreuzumbaus verzögert. Und in den weiteren Planungsschritten erwies sich die Brücke zusehends als ex­trem schwieriges Bauwerk. Bislang sind noch nicht einmal die Planungen beendet. Auch die Fahrt durchs Kreuz von Düsseldorf in Richtung Köln ist anders als geplant immer noch nicht frei. Doch es gibt auch gute Nachrichten von den Planern vom Landesbetrieb Straßenbau.

Ein Überblick:

1)
Diese Brücke ist selbst für die Spezialisten des Bundesverkehrsministeriums eine technische Herausforderung , sagt Matthias Bächler, stellvertretender Leiter der für den Umbau des Kreuzes zuständigen Landesbetrieb-Niederlassung Ville-Eifel. Die Brücke führt im leichten Linksbogen von oben über den Arm der A 544 nach unten ins Kreuz hinein. So ergibt sich die in Europa einzigartige Form eines fünfarmigen Autobahnknotens, der sich nur in Aachen findet. Und so erklärt sich auch der Name der Brücke: der Überflieger. Die Konstrukteure und Statiker stehen seinetwegen aber vor ganz besonderen Herausforderungen:

 

> Knackpunkt eins:
der Verlauf der Brücke in einem Linksbogen.
> Knackpunkt zwei:
Die Fahrbahn fällt nach links ab Gründe sind die Fahrdynamik und die notwendige Entwässerung der Fahrbahn.
> Knackpunkt drei:
Die neue Brücke ist 22,50 Meter breit und damit 7,50 Meter breiter als die alte.
> Knackpunkt vier:
Die neue Brücke ist mit 172 Metern Länge um etwa 37 Meter länger als die alte Brücke. Aus allen neuen Dimensionen der Brücke zeigt sich
> Knackpunkt fünf:
Die Brücke kann auch künftig wie bislang nur von fünf Punkten gehalten werden. Das sind neben den beiden Endpunkten, den sogenannten Widerlagern, drei Stützen. Vor allem die mittlere Stüt-ze bereitet den Konstrukteuren Kopfzerbrechen. Diese zentrale Stütze kann kaum größer sein als bislang. Der Standort der Stütze und ihre Breite werden vorgegeben durch den schmalen und unveränderlichen Mittelstreifen der A 544.

 

Die Kräfte, die auf der neuen Brücke vor allem auf den zentralen Pfeiler treffen, sind immens. Fahren schwere Laster zum Beispiel nur auf der rechten Fahrbahnhälftee, muss die Konstruktion des Überfliegers auch dieser einseitigen Belastung standhalten. Da treten Kräfte auf, die mit gängigen Berechnungsmethoden nicht mehr zu fassen sind , sagt Bächler. Die einzelnen zu betrachtenden Lastfälle können nur unter Einsatz von speziellen statischen EDV-Programmen exakt ermittelt werden, um eine entsprechende Umsetzung in der komplizierten Konstruktion sicherzustellen. Ein Prüfstatiker sei damit beschäftigt, die Berechnungen und Pläne der Konstruktion ständig zu begleiten. Seit fast eineinhalb Jahren arbeiten die Verantwortlichen daran, am Ende ein gutes Ergebnis vorlegen zu können. Immer wieder würden Besprechungen und Abstimmungen zwischen den Prüfbüros, dem Landesbetrieb oder dem Bundesverkehrsministerium nötig, um Varianten zu diskutieren. Dass das so lange dauert, ist alles andere als der Normalfall , sagt Bächler.

 

Bächler ist aber hoffnungsfroh, dass das Bundesver-kehrsministerium im Frühjahr die Statik und die Kon-struktion genehmigt. Dann soll der Bau ausgeschrieben werden. Angesichts einer Bausumme von 25 bis 30 Millionen Euro muss das europaweit geschehen. Der Plan: Wir wollen im vierten Quartal 2017 mit dem Bau beginnen , sagt Bächler. Zwei Jahre werden für den Bau veranschlagt.


Während der Bauzeit wird der Verkehr über eine Behelfsbrücke geführt. Die soll schon ab Februar neben dem alten Überflieger gebaut werden. Auf der Be-helfsbrücke werden die Verkehrsbedingungen nicht schlechter sein als heute, sagt Klaus Erdorf, Bauüberwacher am Autobahnkreuz. Es bliebe bei zwei Fahrspuren.

 

> Abhängig von dieser Behelfsbrücke ist der Start zum Aus- und Neubau der Fahrspuren auf der südlichen Hälfte des Autobahnkreuzes, die bislang völlig unangetastet geblieben sind.
> Eine weitere neue Brücke ist offensichtlich in die-sem Jahr längst fertiggestellt worden. Es ist die, über die Autofahrer aus Richtung Düsseldorf in Richtung Köln zukünftig fahren. Sie sollte eigentlich schon im vergangenen Sommer befahrbar sein. Doch die dazugehörigen Straßenbauarbeiten für die Auf- und Abfahrt haben sich laut Erdorf verzögert. Nun soll es im Frühjahr so weit sein, wenn die Witterung mitspielt.

 

> Auf der Nord-Westhälfte dagegen ist das Projekt Kreuzumbau quasi abgeschlossen. Die gelben Baustel-lenmarkierungen müssen noch entfernt, die neuen Schilder aufgehängt werden. Dafür aber muss der Ver-kehr aus Köln in Richtung Niederlande an vier Tagen einspurig geführt werden. Das ist für die Zeit vom 3. bis 6. Januar geplant. Wir hätten eigentlich zu Weihnach-ten fertig sein können , sagt Ernst Gombert, verantwortlicher Projektleiter beim Landesbetrieb, aber wir wollten im Advent kein Chaos im Kreuz verursa-chen, damit der Weihnachtsverkehr in die Stadt Aachen stö-rungsfrei fließen konnte.

 

> Ein zusätzliches Projekt neben dem Umbau des Kreuzes ist der Ausbau der A 44. Vor einem Monat hat der dreispurige Ausbau dieser Autobahn nördlich des Kreuzes Richtung Broichweiden begonnen. Die ersten 3,5 Kilometer bis kurz vor der Aus- und Auffahrt Broichweiden sollen bis 2018 fertig sein, bis spätestens 2020 dann auch der Umbau der Anschlussstelle selbst.

 

Erdorf begründet die lange Bauzeit mit der großen Menge an provisorischen Fahrbahnen, die für die Bauzeit angelegt werden müssten. Derzeit entstehe gerade eine Behelfsbrücke über eine stillgelegte Bahnlinie. Und: Wir werden immer vier Fahrspuren offenhalten. Das verlängert die Bauzeit ebenfalls. Ein weiterer Ausbau bis zur Anschlussstelle Alsdorf wird derzeit im Bundesverkehrsministerium als nicht vordringlich eingestuft.

 

Quelle: Aachener Nachrichten/Straßen NRW, flyingeye


Neubau der A20
 

A20 mit der westlichen Elbquerung

 

Nachdem das Bundesverkehrsministerium in 2005 die grundsätzliche Entscheidung über den Verlauf der A20 zwischen Bad Segeberg im Osten und der Glückstadt im Westen beschlossen hatte, begannen die Detailplanungen. 

 

Hierzu wurden sechs einzelne Planungsabschnitte gebildet, von denen der westlichste die Elbquerung nach Niedersachsen beinhaltete. Zuerst wurden vom Landesbetrieb Straßenbau und Verkehr Schleswig-Holstein sogenannte Bauentwürfe aufgestellt. In diesem Zuge wurden für die Elbquerung unterschiedliche Querungsmöglichkeiten untersucht.

 

Bei der Abwägung der Vor- und Nachteile wurde dem Bohrtunnel der Vorzug gegeben, vor einer Brücke oder einem Tunnel im Absenkverfahren.

 

Übersichtslageplan

 

Nachdem diese detaillierteren Planungen das Einverständnis des Bundesverkehrsministeriums erhalten hatten wurde mit der Aufstellung der Planfeststellungsunterlagen begonnen.

 

Für Straßenplanungen ist das sog. Planfeststellungsverfahren vorgesehen, um das erwünschte Baurecht zu erhalten. Ziel ist es, einen rechtskräftigen Planfest-stellungsbeschluss zu erhalten, um mit dem Bau beginnen zu dürfen. Der Planfeststellungsbeschluss ist dann vergleichbar mit einer Baugenehmigung, die z.B. zur Errichtung eines Wohngebäudes benötigt wird.

Querschnitt Röhre einer Richtungsfahrbahn

des Bohrtunnels

 

Der Unterschied zwischen dem Planfeststellungsbeschluss und einer Baugenehmigung ist im Wesentlichen, dass der Planfeststellungsbeschluss sämtliche notwendigen Genehmigungen beinhaltet. Das Planfeststellungsverfahren mit der konzentrierenden Wirkung behandelt alle Wirkungen, die von dem Vorhaben ausgehen können.

 

Dies sind u.a. die Grundstücksbetroffenheiten von Eigentümern, Lärm-betroffenheiten der Anwohner, wasserrechtliche Fragen und sämtliche Auswirkungen auf die Umwelt. Die Unterlagen werden öffentlich ausgelegt, so dass jeder die Möglichkeit hat seine Einwendungen gegen dieses Vorhaben vorzutragen. Hierzu werden u.a. Erörterungen durchgeführt, auf denen die unterschiedlichen Ansichten thematisiert werden.

 

- Landesgrenze Niedersachsen/Schleswig-Holstein bis B431 (südl. Glückstadt),
- Bundesstraße B431 bis A23,
- A23 bis Landesstraße L114 (bei Bokel) sowie
- L114 bis A7.

 

 

Nachdem - in enger länderübergreifender Abstimmung mit der Straßenbau-verwaltung Niedersachsens - der Bauentwurf für den Tunnel unter der Elbe erstellt worden war, führte jedes Bundesland für seinen Bereich zeitgleich ein eigenes Planfeststellungsverfahren durch. Auch die Planfeststellungsbeschlüsse beider Elbquerungsabschnitte ergingen zu einem ähnlichen Zeitpunkt (Dezember 2014 bzw. März 2015).

 

Gegen beide Teile der Elbquerung wurden Klagen eingereicht. In diesem Fall gibt es nur eine einzige Gerichtsinstanz, die über die Klagen verhandelt, so dass es in beiden Planfeststellungsverfahren zu einer Verhandlung vor dem Bundesverwal-tungsgericht in Leipzig gekommen ist. Bis auf das Nachbessern eines Fachbeitrags zum Gewässerschutz wurde die komplette Planung vor Gericht bestätigt.

 

Gebaut kann der Tunnel aber erst werden, wenn neben dem nachzuliefernden Wasserfachbeitrag auch für die in Niedersachsen und Schleswig-Holstein angrenzenden A20-Teilstücke ein Planfeststellungsbeschluss erlassen wird und die vorherzusehenden Klagen erfolgreich abgewiesen werden. Für Schleswig-Holstein ist der Planfeststellungsbeschluss für den östlich an den Tunnel angrenzenden Abschnitt von der B431 zur A23 für Ende 2017 vorgesehen.

 

Autor: Günther Wagner, 75709 Marne


Bau eines KV-Terminals im Hafen Mannheim-Mühlauhafen

 

Bei dem Bau eines KV-Terminals in Mannheim handelt es sich um eine grundhafte Erneuerung in Betonbauweise, beauftragt durch die Hafengesellschaft Mannheim und ausgeführt durch die Fa. Heinz Schnorpfeil Bau GmbH. Im Jahre 1968 wurde der erste Containerterminal im Mannheimer Hafen eröffnet. Das Hafengelände umfasst eine Fläche von etwa 2,68 km² und schafft in etwa 500 Unternehmen ca. 20.000 Arbeitsplätze. Der Güterumschlag betrug 2014 etwa 8,5 Mio. t bei insgesamt über 140.000 verladenen Containereinheiten.

 

Bei dem Terminal handelt es sich um einen trimodalen Verkehrsknotenpunkt, der das Verladen zwischen Eisenbahn-, Schifffahrts- und Straßenverkehr ermöglicht. Hierzu werden flüssigkeitsdichte Stell- und Umschlagsflächen für Container in Betonbauweise hergestellt. Weiterhin werden vorhandene Gleisanlagen erneuert, sowie zusätzliche Gleise, Lade- und Fahrstraßen für LKW hergestellt. Diese werden ausschließlich unter Verwendung von Stabstählen vor deren Betonage vollflächig bewehrt.

 

Lage des KV-Terminals im Mannheimer Hafen

 

Im Zuge der Maßnahme wird nach Fertigstellung der vorderen Flächenbefestigungen und erfolgtem Baufortschritt parallel der fortlaufenden Arbeiten innerhalb des Baufelds ein Portalkran zum späteren Containerumschlag aufgebaut. Diese Leistungen stellen einen vom Bauvertrag zur Herstellung der Flächenbefestigungen eigenständigen Vertrag dar. Der Portalkran fährt auf eigens dafür herge-stellten land- und wasserseitig angeordneten Führungsschienen, die ebenfalls im Rahmen der bauvertraglichen Leistungen herzustellen sind.

 

Die Auftragssumme für die gesamten Tief- und Ingenieurarbeiten wurden hierbei im Zuge der Angebotslegung auf rund 7,5 Mio. € festgesetzt. Für die Herstellung der Containerflächen inklusive der Montage und Inbetriebnahme der Krananlagen wurde eine Bauzeit von 2 Jahren vertraglich vereinbart. Zur Aufrechterhaltung des Betriebs der benachbarten Umschlagsfläche sind die Zulieferwege, bestehend aus Straßen-, Schienen- und Wasserverkehr trotz der verkehrlichen Einschränkungen auf die laufenden Bauarbeiten und den aktuellen Baufortschritt anzupassen.


Die zu erwartenden hohen Belastungen durch den Schwerverkehr und die Lagerung von bis zu fünf übereinander gestapelten Containern bedingen eine Einstufung in die Belastungsklasse F900. Hierbei sind die Verkehrsbelastungen mit denen einer Flugbetriebsfläche zu vergleichen.

 

Zunächst erfolgt der Abbruch der bestehenden baulichen Anlagen  inklusive der vorhandenen Containerflächen, Gleisanlagen und Fahrspuren. Hierzu wird die gesamte Fläche des Baufeldes bis auf eine Aushubtiefe von 1,60 m abgetragen. Alle überschüssigen Böden und Ausbaustoffe sind nach einer umwelt- und geotechnischen Untersuchung einzuordnen und anschließend einer ord-nungsgemäßen Entsorgung zuzuführen.

 

Aufgrund der hohen Belastungen durch den Portalkran ist eine Gründung des landseitigen Krankopfbalkens auf 140 Bohrpfählen erforderlich. Anschließend erfolgt die Betonage des hochbewehrten Balkens. In diesem ist die Kranbalkenschiene einzubetten, die in Lage und Höhe nur minimale Abweichungen erlaubt. Die Lagerung des wasserseitigen Krankopf-balkens erfolgt im Zuge der Kaimauerkronenertüchtigung.

 

Hierbei wurde die bestehende Kaimauerkrone aus Kalksandstein in der obersten Lage abgetragen und der neu herzustellende Kronenkopf mittels Anschluss-bewehrung an diese angeschlossen.

 

Auch hier wurde zur Führung des Portalkrans eine Kranbahnschiene unter Einhaltung zulässiger Toleranzen auf einen inte-grierten Stahlträger aufmontiert. Zur Gewährleistung eines wasserstandunabhängigen Container-umschlags werden die zum Anlegen der Transportschiffe notwendigen Dalben verlängert. Hierzu werden die bestehenden Dalben konstruktiv auf die zu erwartenden Wasserstände angepasst und mittels Zugankern mit einem Durchmesser von 60 mm kraftschlüssig mit dem bereits hergestellten land-seitigen Krankopfbalken verbunden.

 

Zur Abführung von anfallendem Oberflächenwasser ist die Herstellung einer ausreichend dimensionierten Sammelrohrleitung notwendig, die an ein vorhandenes Dükerbauwerk angeschlossen wird.

Alle Anschlussleitungen zur flächenhaften Entwässerung der Containerstellflächen, der Gleiskörperanlagen und der anliegenden Fahr- und Ladeflächen werden hieran angeschlossen. Alle Entwässerungsleitungen sowie sonstige Ver- und Entsorgungsleitungen sind in den jeweiligen höchsten Belastungsstufen herzustellen, damit sie den in der Fläche anfallenden Lasten standhalten.

 

Nach Fertigstellung des Erdplanums wird der weitere Oberbau des Flächenbaus hergestellt. Der Aufbau besteht hierbei aus einer 80 cm starken Schotter-tragschicht, 40 cm Verfestigung sowie einer 40 cm starken hochbewehrten Betonfläche unter Verwendung der Betonfestigkeitsklasse C 30/37. Zum Schutz der notwendigen Fugen inner-halb der Containerstellfläche wurden die Platten-abmessungen mit Kantenlängen bis 17,00 m auf die spätere Lagerordnung der Container abgestimmt, sodass auf die Fugen, ausgebildet als Raumfugen, keine Belastungen wirken und Abplatzungen an den Plattenkanten bereits im Vorfeld vermieden werden können.

Darstellung der Plattenabmessungen

 

Im Zuge des Neubaus des KV-Terminals wird im Rahmen der auszuführenden Verkehrssicherungsarbeiten die anliegende Werfthallenstraße in Asphaltbauweise ebenfalls grundhaft erneuert. Hierzu wurde zunächst der Bestandsaufbau bis auf Höhe des neuen Erdplanums aufgenommen. Bauliche Anlagen zum Abführen des anfallenden Oberflächenwassers wurden erneuert.

 

Um die bei der herkömmlichen Bord-Rinnen-Anlage in Pflasterbauweise notwendigen Wartungsintervalle zu reduzieren und ein schadloses Überfahren durch den Umschlagverkehr während des Betriebs zu ermöglichen, wurde sich im Laufe der Baumaßnahme für die Ausführung einer monolithischen Bord-Rinnen-Anlage in Betonbauweise entschieden. Diese wurde zur Sicherung eines ausreichenden Längsgefälles als Pendelrinne ausgeführt.

 

Zusätzlich sind während der Durchführung der Flächenbauarbeiten innerhalb der Anliegerstraße die baulichen Anlagen zum Überführen des Güter-verkehrs in den Straßenkörper zu integrieren. Nach Beendigung der Arbeiten und förmlicher Ab-nahme der Gesamtmaßnahme kann nach Inbetriebnahme der Portalkräne das Terminal an den späteren Nutzer übergeben werden.

Autor:

Dipl.-Ing. FH Rainer Hoffmann
Fa. Heinz Schnorpfeil Bau GmbH, 56253 Treis-Karden

 


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