Störbrücke Itzehoe

Aufgabenstellung:

Der Ersatzneubau der Störbrücke ist das zentrale Bauwerk im Zuge des Lückenschlusses der BAB A23. Der Ausbau beseitigt das Nadelöhr im Bereich der ca. 7 km langen Bundesstrasse B5/B204. Die Baumaßnahme wurde 1998 vom Bundesverkehrsministerium beschlossen, da das vorhandene Bauwerk infolge des schlechten Zustandes nur noch eine geringe Restnutzungsdauer hatte.

Die vorhandene Spannbetonkonstruktion wurde 1967 in Betrieb genommen und hatte mit 26 Feldern Stützweiten zwischen 40 m und 58 m. Die reduzierte Restnutzungsdauer wurde hauptsächlich durch die maroden Gerbergelenke in den Randfeldern der Stromöffnung verursacht. Die Bereiche mussten bereits durch eine stählerne Unterstützungskonstruktion ertüchtigt werden.

Entwurfsplanung:

Beim Entwurf der neuen Überbauten musste berücksichtigt werden, dass der alte Überbau während der Baumaßnahme in Betrieb bleiben musste. Der Überbau war so anzuordnen, dass sich eine optimierte Trassenführung ergab und nach Möglichkeit für den zweiten Streckenabschnitt die vorhandene Trasse des Bestandes genutzt werden konnte.

Besondere Beachtung erforderte der Bereich der Stör. Bei der Stör handelt es sich um eine Bundeswasserstrasse, deren Uferbereich als FFH Gebiet ausgewiesen ist.

Weiterhin haben Baugrund und Grundwasserverhältnisse die Planung beeinflusst.

Zur Ausschreibung kam ein Brückensystem je Fahrtrichtung, bestehend aus der Strombrücke als Stabbogenbrücke und den beiden Vorlandbrücken als Durchlaufträger aus einem einzelligen Hohlkasten. Die Überbauten wurden in Stahlverbundbauweise geplant, einer nachhaltigen Bauweise mit einer gegenüber dem Bestand wesentlich längeren Lebenserwartung.

Gestaltung:

Unter dem Gesichtspunkt einer wirtschaftlichen Optimierung wurde die Strombrücke mit 120 m festgelegt. Die Vorlandbrücken mit ca. 452 m (Süd) und 583 m Nord ergeben einen Brückenzug von insgesamt 1.155 m.

Die Stabbogenbrücke lockert das Brückenband auf und betont die Querung der Stör.

Gegenüber dem Bestand wurden die Stützweiten der Vorlandbrücken optimiert und vergrößert.

Die Pfeiler, die sich in Normalpfeiler und Trennpfeiler gliedern, wurden in die ästhetische Gestaltung einbezogen. Die Normalpfeiler erhielten in Brückenquerrichtung eine Bogenform. In Längsrichtung haben die Pfeilerschäfte auf den gegenüberliegenden Seiten einen konstanten Anzug, so dass der optische Eindruck eines „schreitenden Pfeilers“ entsteht.

Das Bogenmotiv wird an den Trennpfeilern wiederholt, wobei der Einzug der Schäfte in Richtung der Vorlandbrücken erfolgte.

Strombrücke:

Die Strombrücke ist ein vollständig geschweißter Stabbogen mit außen liegenden Bogenebenen. Das Stichmaß beträgt 20 m, sodass sich ein Verhältnis von Stützweite zur Konstruktionshöhe von 6 ergibt. Die Brückenbreite zwischen den Bogenscheiben beträgt 19,22 m und nimmt eine Regelfahrbahn auf. Versteifungsträger und Bogen wurden als Hohlkästen ausgeführt. Die Höhe des Versteifungsträgers variiert infolge der Fahrbahnquerneigung zwischen 2,4 und 2,7 m. Der Bogen hat im Scheitelpunkt einen quadratischen Querschnitt, die Höhe vergrößert sich zum Fußpunkt. Die Hänger wurden mit einem Abstand von 10 m und einem Durchmesser von 150 mm ausgeführt. Die Querträger, deren Steghöhe infolge der Fahrbahnquerneigung variiert, wurden als offenes Profil mit einem Abstand von 3,50 m angeordnet. Der Regelquerschnitt der Fahrbahnplatte hat eine Plattenstärke von 35 cm.

Vorlandbrücken:

Die Stützweiten der Durchlaufträger auf Nord- und Südseite variieren zwischen 42 m und 65 m, wobei die Südseite aus 8 und die Nordseite aus 10 Feldern besteht. Der Brückenquerschnitt ist ein einzelliger Hohlkasten mit geneigten Stegen in Verbundbauweise.

Die Platte ist in Längs- und Querrichtung schlaff bewehrt. Die Konstruktionshöhe in Brückenachse beträgt mit Platte 3,10 m, so dass sich ein Verhältnis von Höhe zu Stützweite zwischen 13,5 und 21 ergibt. Die Breite des Regelquerschnittes einschließlich Kappen beträgt 15,62 m. Die Querschnittstreue wurde durch die Anordnung von Querrahmen in einem Raster von 3,50 m sichergestellt und zusätzlich durch Verbände ausgesteift. Steg und Bodenblech wurden in Längsrichtung durch die üblichen Trapezsteifen ausgesteift. Die Auflagerquerrahmen wurden zur Einleitung der Lagerlasten und Pressenkräfte verstärkt ausgebildet, die Endquerrahmen mit einem durchgängigen Auflagerschott und Türen versehen. Die Ausstattung der Brücke erfolgte über die gesamte Länge mit einem Laufsteg und Beleuchtung.

Für die Bogenbrücke und die beiden Vorlandbrücken wurden insgesamt ca. 5.500 t Stahl verbaut.

Montage:

Die Montage der Strombrücke erfolgte auf einer Vormontagefläche auf der Nordseite in spannungsloser Werkstattform. Der Stahlquerschnitt mit ca. 1.000 t wurde mittels Plattformwagen in eine Längsverschubposition parallel zu den Pfeilern an das Störufer gefahren und über eine Verschubstation am Ufer bis zum Erreichen einer weiteren Station auf einem in der Stör befindlichen Ponton eingeschoben. Anschließend wurde der Überbau bis zum Erreichen des maximal zulässigen Kragarmes von 44 m über das verankerte Ponton hinausgeschoben und anschließend tidenabhängig mit dem Ponton eingeschwommen. In Endstellung war der Überbau auf der Nordseite auf einer Verschubstation und in der Stör auf einem Ponton gelagert parallel zu den Trennpfeilern angeordnet.

Mittels Litzenhebern wurde der Überbau auf Endhöhe gefördert. Über eine untergebaute Querverschubbahn wurde der Überbau in Endlage eingeschoben.

Die Vorlandbrücken wurden ebenfalls auf Vormontageplätzen in spannungsloser Werkstattform vormontiert. Die Hubeinheiten entsprachen den jeweiligen Stützweiten mit Gewichten bis zu 320 t. Die Einheiten wurden mittels Plattformwagen parallel zu den Pfeilern verfahren und mit Autokranen in Endlage eingehoben.

Die Herstellung der Verbundplatte erfolgte unter Einsatz mehrerer Schalwagen.

Besondere Ingenieurleistung

1. Ansprechender Entwurf in nachhaltiger Stahlverbundbauweise
2. Architektonisch gestaltete Pfeiler
3. Ausführung der Neubaumaßnahme in 2 Bauabschnitten mit Optimierung der Trassierung und unter Einbeziehung des Bestandsbauwerkes
4. Aufrechterhaltung des Verkehres während der gesamten Maßnahme
5. Tidenabhängiger Längsverschub mit einem Ponton über die Stör
6. Einhub der Strombrücke mittels Litzenheber auf Endhöhe gepaart mit Querverschub in Endlage

Positive Effekte der Ingenieurleistung:

Die Baumaßnahme erfüllt durch die gestalterischen Maßnahmen die an sie gestellten Anforderungen, so dass sich das Ingenieurbauwerk ansprechend im Kontext präsentiert.

Entwurfsplanern und den an der Bauausführung Beteiligten ist es gelungen, eine ästhetisch ansprechende und wirtschaftlich nachhaltige Lösung zu finden, die sich harmonisch in die Landschaft einfügt und über Jahrzehnte seine Aufgabe als Funktionsbauwerk erfüllen wird.

Erläuterungsbericht der Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH zur Einreichung beim Ingenieurbau-Preis 2013