• DE
  • EN
  • FR
  • Internationale Datenbank und Galerie für Ingenieurbauwerke

Anzeige

Allgemeine Informationen

Baubeginn: 2007
Fertigstellung: 2012
Status: in Nutzung

Bauweise / Bautyp

Preise und Auszeichnungen

2013 Einreichung  

Lage / Ort

Lage: , , ,
Überquert:
  • Unstrut
Teil von:
Verbunden mit: Osterbergtunnel (2012)
Koordinaten: 51° 17' 1" N    11° 38' 26" E
Koordinaten auf einer Karte anzeigen

Technische Daten

Abmessungen

Gesamtlänge 2 668 m
Höhe über Talgrund oder Wasser 50.0 m
Standardstützweiten 58 m
Bögen Bogenstützweite 108 m
Brücke 1 Stützweiten 3 × 58 m
Brücke 2 Stützweiten 4 × 58 m - 116 m - 4 × 58 m
Brücke 3 Stützweiten 4 × 58 m - 116 m - 4 × 58 m
Brücke 4 Stützweiten 4 × 58 m - 116 m - 4 × 58 m
Brücke 5 Stützweiten 4 × 58 m - 116 m - 4 × 58 m
Brücke 6 Stützweiten 3 × 58 m
Fahrbahntafel Breite 13.95 - 15.93 m

Lastannahmen

Entwurfsgeschwindigkeit 300 km/h

Baustoffe

Fahrbahntafel Spannbeton
Pfeiler Stahlbeton

Produkte, Services & Berichte

Auch Brücken haben ein Innenleben. Im Fall der Unstruttalbrücke in Sachsen-Anhalt sind dies Entwässerungstrassen und Energieleitungen, die über meh ...

[mehr]

1. Aufgabenstellung des Bauherren

Mit der im Bau befindlichen Neubau- und Ausbaustrecke VDE 8 der DB AG werden zukünftig unter umweltfreundlichen Aspekten die Personen- und Güterverkehre auf der Nord-Süd-Achse in Deutschland von Berlin nach München abgewickelt. Im Zuge der Neubaustrecke Erfurt–Leipzig/Halle VDE 8.2 quert die Trasse nördlich der Gemeinden Karsdorf und Wetzendorf im Burgenlandkreis das weitläufige Unstruttal. Dieses ist durch die steil abfallenden Kalkhänge auf der Ostseite und die flach geneigte Flanke auf der Westseite geprägt. Im Tal verlaufen die Unstrut, die zeitweise wasserführende Dissau, zwei Landesstraßen, mehrere Wirtschaftswege sowie die Bahnstrecke Naumburg–Reinsdorf. Großräumige Acker- und Trockenrasenflächen, Laubwaldinseln sowie Streuobstwiesen prägen das Bild des „Helme- Unstrut-Schichtstufenlandes” mit verschiedenen Schutzgebieten. Die Unstruttalbrücke verbindet den NBS-Abschnitt zwischen dem Bibra- und dem Osterbergtunnel.

Die Aufgabe der Ingenieure bestand darin, das Tal mit einer Brücke für den Hochgeschwindigkeitsverkehr (300 km/h) der zweigleisigen elektrifizierten TEN-Strecke zu queren. Durch den Bauherren wurden neben den technischen Parametern (Bemessung nach LM 71, SW2, Ansatz des Lastfalls Bremsen – Bremsen, Ausrüstung mit Feste Fahrbahn) zusätzliche Parameter vorgegeben:

  • wirtschaftliche, unterhaltsoptimierte Herstellung (Minimierung der Lager und Fugen)
  • gute Zugänglichkeit für Wartung und Inspektion
  • Anwendung eingeführter und erprobter Bauverfahren ohne Regelwerksabweichungen
  • hohe gestalterische Qualität und Transparenz des Bauwerkes

2. Beschreibung der Haupttragkonstruktion

Die Unstruttalbrücke ist ein markantes, weithin wahrnehmbares Bauwerk mit einem schlanken und gut strukturierten Erscheinungsbild. Die Konstruktion ist nach aktuellstem Stand der Ingenieurbaukunst errichtet.

Das Tragwerk der Unstruttalbrücke besteht aus vier aneinander gereihten fugen- und lagerlosen 10-Feldträgern von je 580 Meter Länge, die rahmenartig mit den Pfeilern und dem Bogen verbunden sind. In Systemmitte sind die einzelnen Durchlaufträger mit je einem sprengwerkartigen Stahlbetonbogen mit einer Spannweite von 108 Meter verschmolzen, die als Festpunkt der Abtragung der Brems- und Anfahrkräfte dienen. In den Randbereichen wird das Bauwerk durch Dreifeldträger ergänzt, die an den Widerlagern horizontal unverschieblich gelagert sind. Die Regelstützweite der Überbauten beträgt 58 Meter.

Die einundvierzig für das Bauwerk erforderlichen Pfeiler werden als schlanke Pfeilerscheiben ausgebildet, welche den Fahrbahnträger in Querrichtung wirkungsvoll aussteifen und gleichzeitig eine ausreichende Nachgiebigkeit in Brückenlängsrichtung zur Aufnahme von Zwangsverformungen besitzen. Eine Besonderheit stellen die Trennpfeiler dar, die als zwei 0,60 Meter schlanke und 25 Meter hohe Stahlbetonscheiben jeweils die Enden der Durchlaufträger stützen. Getrennt durch eine Bauwerksfuge von 0,40 Metern nehmen diese Scheiben die Zwangsverformungen des Überbaus aus Temperatur, Kriechen und Schwinden sowie aus der Vorspannung auf. Die Bögen sind im Scheitelbereich fest mit dem Überbau verbunden. In Querrichtung teilt und spreizt sich der Bogen zu den Füßen auf. Dadurch erhält er eine große Stabilität in alle Richtungen. Neben den grazilen Bögen entstanden 41 ebenso schlanke Pfeiler. Die Widerlager, Pfeiler und Bögen wurden tief im anstehenden Buntsandstein gegründet. Die Fundamente ruhen auf Stahlbetongroßbohrpfählen, die in bis zu 40 Meter Tiefe reichen. Die Fahrbahnträger sind als Spannbetonüberbau abschnittsweise vom Widerlager West errichtet worden. Das Vorschubgerüst arbeitete sich dabei taktweise über das Tal. Vorauseilend wurden die Pfeiler und Bögen errichtet, mit denen der fertige Überbau verbunden ist.

Der Entwurf ermöglicht eine optimierte, wartungsarme und zerstörungsunanfällige Konstruktion.

3. Wahl der Baustoffe mit Begründung

Um den Anforderungen des Bauherrn an ein wartungsarmes Bauwerk gerecht zu werden, wurde für das Tragwerk eine Betonlösung gesucht. Ein Stahl- bzw. Verbundquerschnitt ist aufgrund der hohen Anforderungen im Hochgeschwindigkeitsverkehr sehr aufwändig in der Herstellung. Spätere Korrosionsschutzarbeiten am Stahl hätten in dem sensiblen Naturraum zudem nur mit komplizierten Schutzmaßnahmen durchgeführt werden können. Auch sind diese Arbeiten in einer Höhe von ca. 50 Meter nur mit sehr großen Aufwendungen möglich. Aus diesen Gründen wurde für den Überbau ein Spannbetonquerschnitt gewählt.

Wegen des geringen Pfeilerquerschnittes und der hohen Auflasten aus dem monolithisch

eingespannten Überbau wurden für die Unterbauten Stahlbetonpfeiler und Stahlbetongroßbohrpfähle mit hoher Druckfestigkeit gewählt (Pfeiler in Stahlbeton C 40/50 und Bohrpfähle in Stahlbeton C 35/45).

4. Erläuterung der Gestaltung

Die Aufgabe der Ingenieure war es, das Tal mit dem für den Bahnverkehr notwendigen sehr großen Bauwerk in einer angemessenen Form und Gestalt zu überbrücken. Selbst geringe Veränderungen der Geometrie haben aufgrund der Addition in der Ansicht eine große Wirkung.

Deshalb wurde eine Bauwerkslösung gesucht, die mit einem minimalen und effizienten Materialeinsatz auskommt.

Die Pfeiler besitzen stellenweise eine beeindruckende Schlankheit von 1,50 Meter Dicke bei ca. 45 Meter Höhe. Die Bogenform ist geometrisch sehr komplex und stellte höchste Anforderungen an die Planung und die Schal- und Bewehrungsarbeiten. Die gespreizte Form der Bögen unterstreicht zusätzlich die Tragwirkung. Für den Überbau wurde ein zweigleisiger Spannbetonhohlkasten als Querschnitt, wie bei den Regellösungen der DB AG üblich gewählt. Diese Querschnittsart ist für diese Stützweite eine sehr wirtschaftliche Lösung. Aufgrund der Höhe und der Proportionen des Bauwerkes ist auch die Querschnittshöhe von 4,75 Meter gestalterisch angemessen.

5. Besonderheit der Ingenieurleistung

Brücken in dieser Größenordnung wurden weder bei der DB AG, noch bei den Straßenbauverwaltungen in Deutschland bisher als integrale Bauwerke ausgebildet. Die Unstruttalbrücke ist mit über 2,6 Kilometer Länge die größte integrale Talbrücke und in dieser Dimension derzeit einzigartig weltweit.

Mit der Unstruttalbrücke beweist die DB AG, dass sie auch für derart große Bauwerke moderne, innovative Entwurfs- und Bemessungskonzepte im Brückenbau umsetzen kann und zeigt neue Wege im Brückenbau auf.

Die statischen Berechnungen, die technische Bearbeitung, die Bauvorbereitung und – durchführung für eine „herkömmliche“ Brücke dieser Dimension ist für sich schon eine sehr anspruchsvolle Aufgabe. Für die Unstruttalbrücke wurde technisches Neuland betreten. So waren umfangreiche Untersuchungen für die Bemessung der Trennpfeiler für den Bauund Endzustand, die Erarbeitung einer Bautechnologie zur Herstellung der mit dem Überbau verschmolzenen Bögen usw. erforderlich.

Die Ingenieure der Entwurfs- und in der Ausführungsplanung haben mit der Unstruttalbrücke ein Zeugnis innovativer und moderner Brückenbaukunst in Deutschland gegeben, dem international hoher Respekt zugesprochen wird.

6. Folge- und Unterhaltskosten

Durch die Minimierung von Lagern, Fugen und aufwändigen Besichtigungseinrichtungen wie bei üblichen Spannbetonhohlkästen werden geringere Unterhaltskosten für diesen Bauwerkstyp anfallen. Darüber hinaus wird durch die robuste Tragwerksausbildung eine höhere Lebensdauer des Bauwerkes gegenüber konventionellen Talbrücken erwartet.

Erläuterungsbericht der DB ProjektBau GmbH zur Einreichung beim Ingenieurbau-Preis 2013

Auszug aus der Wikipedia

Die Unstruttalbrücke ist eine zweigleisige Eisenbahnüberführung der Neubaustrecke Erfurt–Leipzig/Halle. Mit einer Länge von 2668 m ist sie nach der Saale-Elster-Talbrücke die zweitlängste Eisenbahnbrücke in Deutschland. Das Bauwerk besteht aus einer Kette von 580 m langen fugen- und lagerlosen Rahmenbrücken aus Spannbeton, eine Konstruktionsform, die so bei einer Spannbeton-Eisenbahnbrücke erstmals in Deutschland zur Anwendung kam.

Verlauf

Das Bauwerk befindet sich zwischen den Kilometern 246,0 und 248,7 der Neubaustrecke und überspannt nördlich der Gemeinde Karsdorf etwa 25 km südwestlich von Halle (Saale) das Tal der Unstrut in bis zu 49 m Höhe. Neben der Unstrut werden die (zeitweise wasserführende) Dissau, zwei Landesstraßen, Wirtschaftswege und die Unstrutbahn überquert. Das Tal ist auf seiner Ostseite durch steil abfallende Kalkhänge geprägt, auf seiner Westseite ist seine Flanke flach ausgebildet. Westlich der Brücke folgt der Bibratunnel, östlich schließt sich der Osterbergtunnel an.

Geschichte

Planung

Die Planung von Mitte 1993 sah ein rund drei Kilometer langes und bis zu 70 m hohes Bauwerk mit Stützweiten von 58 m oder 116 m vor, dessen Trasse in nördlicher Richtung nach rechts gekrümmt werden sollte. Die Pfeiler sollten sich von 4,5×6,5 m am Boden auf 3,0×5,0 m an ihrer Spitze verjüngen.

Die Planungsfortschreibung ergab 1994 eine Bauwerkslänge von etwa 3,2 km bei einer auf maximal 60 m reduzierten Höhe und unveränderten Regelstützweiten von 58 m sowie mehreren A-Böcken von je 116 m Spannweite. Mitte 1994 wurde das Bauwerk mit 125 Millionen D-Mark netto kalkuliert. Nach dem Planungsstand von Mitte 1995 sollte das 2668 m lange Bauwerk im Planfeststellungsabschnitt 2.2 der Neubaustrecke, zwischen den Baukilometern 54,96 und 57,63, liegen. Südlich der Brücke, vor dem Übergang zum Bibratunnel, sollte beim Kilometer 54,42 die Überleitstelle Nebra eingerichtet werden.

1996 erging der Planfeststellungsbeschluss für den Streckenabschnitt der Unstruttalbrücke. Im Jahre 2006 folgte eine Überarbeitung des Brückenentwurfes.

Bau

Zwischen 1994 und November 2007 erfolgten in mehreren Phasen archäologische Ausgrabungen im Bereich der zukünftigen Brücke. Dabei wurden etwa 300 Funde ermittelt, darunter elf Hockergräber aus der Schnurkeramik-Zeit (ca. 2000 vor Christus). Den Grabungen ging eine Auswertung von Luftbildern voran, die archäologische Funde erwarten ließen. Zeitweilig waren ein Ausgrabungsleiter und bis zu 15 Helfer mit der Freilegung der Stücke beschäftigt. Die teilweise nur wenige Zentimeter unter der Oberfläche liegenden Funde aus der Bronze- und Steinzeit sollen in den Bestand des Landesamtes für Denkmalpflege und Archäologie in Halle übergehen.

Im Februar 2006 begannen im Bereich der zukünftigen Brücke Baufeldfreimachungen. Dabei wurden unter anderem 13,5 km Hochspannungsleitungen im Umfang von rund 12 Millionen Euro verlegt. Im gleichen Jahr sollten landschaftspflegerische Begleitmaßnahmen beginnen (Stand: April 2006).

Das Bauprojekt wurde Anfang Januar 2007 ausgeschrieben. Der Bauauftrag wurde Anfang Juli 2007 mit einem Auftragsvolumen von 50 Mio. Euro netto vergeben. Die Baukosten sollen 55 Mio. Euro netto betragen.

Im gleichen Monat folgte der Beginn der Baustelleneinrichtung. Im November 2007 wurden die ersten Pfähle gebohrt. Die landschaftspflegerischen Begleitmaßnahmen sollen im Jahr 2013 abgeschlossen werden. Das Ende der Baumaßnahmen war gemäß Bauschild für den Januar 2011 vorgesehen. Dieses Ziel verschob sich später auf Ende Juli 2012.

Die Baustellen wurden über ein Netz von Baustraßen erreicht, die nach Abschluss der Bauarbeiten weitgehend zurückgebaut wurden. Die östliche Zufahrt zur Baustelle blieb dabei als Rettungsweg zum Westportal des Osterbergtunnels erhalten.

Im Zuge der Bauarbeiten wurden die Dissau sowie fünf Wirtschaftswege verlegt. An dem Fluss wurden dabei keine Befestigungen errichtet.

Als ökologische Ausgleichsmaßnahmen waren auf 400 Hektar Fläche Maßnahmen im Umfang von 7,3 Millionen Euro geplant. Dabei wurden unter anderem Ackerflächen renaturiert, Gehölze gepflanzt und Obstwiesen angelegt. Auch ein neuer Altarm der Unstrut wurde erstellt.

Die Brücke wurde von Westen Richtung Osten errichtet. Zur Herstellung des Überbaus wurde eine rund 770 t schwere Vorschubrüstung verwendet, deren Verschubkonsolen an den Pfeilern und Bogenscheiteln angehängt war. Sie bestand aus zwei Kastenträgern mit etwa 71 m Länge und war mit dem Nachläufer und dem vorderen Vorbauschnabel insgesamt 128 m lang. Vorab wurden die vier Bögen mit Hilfe eines bodengestützten Traggerüstes in zwölf Bauabschnitten hergestellt. Da der Überbauquerschnitt im Bogenbereich breiter ist und senkrechte Stege aufweist, wurde er mit dem Bogen hergestellt. Das Schalungsgerüst auf der Vorschubrüstung musste bei der Querung dieses Abschnittes immer demontiert werden.

Zur Herstellung des Brückenbogens über die Unstrut wurde diese im Jahre 2010 für den Schiffsverkehr gesperrt. Ein- und Ausstiegsstellen mit einer Umtragemöglichkeit für Wasserwanderer waren eingerichtet worden.

Im Juli 2012 konnte der symbolische Lückenschluss und der Abschluss der Rohbauarbeiten gefeiert werden. Die Montage der Gleisanlagen auf der Brücke erfolgte im Jahr 2013.

Ende August 2014 wurde die Brücke mit zwei speziellen Güterzügen mit einer Meterlast von acht Tonnen befahren, um das berechnete statische Verhalten des Bauwerks in der Praxis zu prüfen.

Konstruktion

Der Spannbetonüberbau hat einen Hohlkastenquerschnitt mit einer Konstruktionshöhe von 4,75 m und einer Fahrbahnplattenbreite von 13,95 m, die sich im Aufweitungsbereich vor dem Osterbergtunnel auf bis 15,93 m vergrößert. Er besteht aus 46 Feldern mit je 58 m Stützweite und ist in sechs Durchlaufträgerabschnitte unterteilt. Die beiden 174 m langen Endsegmente vor den Widerlagern weisen drei Öffnungen mit jeweils 58 m Stützenabstand auf. Die dazwischen liegenden vier Abschnitte haben jeweils in der Mitte einen Bogen mit einer Stützweite von 108 m auf und sind als 580 m lange sowohl fugen- als auch lagerlose Rahmenbrücken – wird auch als integrale Brücke bezeichnet – geplant. Der Bogen hat die Form eines Sprengwerks, ist im Scheitel 7,0 m breit und zirka 5 m dick sowie mit dem Überbau monolithisch verbunden. In Querrichtung teilt und spreizt er sich und weist unten eine Gesamtbreite von 13,5 m bei einer Dicke von 2,0 m auf. Der Bogen ist jeweils zusammen mit einem Pfeiler auf einem Pfahlkopffundament gegründet. Die Pfeiler neben den Bögen haben einen Achsabstand von 116 m. Beidseitig schließen je vier Felder mit 58 m Länge an. Die Widerlager und Bögen leiten die Horizontalkräfte aus Bremsen ab. Dementsprechend sind auf den fünf Trennpfeilern Dehnfugen mit Schienenauszügen und Ausgleichsplatten vorhanden.

Die Trennpfeiler sind vom Pfeilerkopf in Richtung Pfeilerfuß auf eine Länge von 25 m geschlitzt und bestehen am Kopf aus zwei 0,6 m breiten Scheiben um die Formänderungen aus der Längsdehnung des Überbaus von bis zu 375 mm aufnehmen zu können.

Die Gründung der Widerlager, Pfeiler und Bögen besteht aus Pfahlkopfplatten, die von Pfählen, die bis in die Tiefe des anstehenden Buntsandsteins reichen, mit einer Gesamtlänge von 7500 m getragen werden. Jeder der acht Bogenfüße steht auf einer 1250 m³ großen Pfahlkopfplatte und 21 Bohrpfählen mit 1,8 m Durchmesser und Längen von 8 m bis 26 m. In der Ausschreibung waren noch 10 Pfähle vorgesehen. Die Pfeiler wurden auf sechs Pfählen mit 1,5 m Durchmesser und Längen von 8 m bis 40 m und die Widerlager auf zwölf je 20 m langen Pfählen mit 1,5 m Durchmesser gegründet.

Der Überbau ist generell monolithisch mit den Pfeilern und Bögen verbunden. Daraus folgt einerseits, dass eine Austauschbarkeit des Überbaus, wie bisher auf den Neubaustrecken vorgesehen, nicht mehr möglich ist; andererseits entfallen auf allen Pfeilern die Lager und die Pfeiler können besonders schlank ausgeführt werden. So sind die Regelpfeiler nur 1,5 m, die Kämpferpfeiler 2,0 m und die Trennpfeiler 2,5 m breit. Bei den üblichen Brückenkonstruktionen auf den Neubaustrecken sind es aufgrund des Platzbedarfes für die Lager bei Innenpfeilern von Durchlaufträgerbrücken 2,7 m und bei Trennpfeilern 4,0 m. In Brückenquerrichtung haben die oben 5,0 m breiten Pfeiler der Unstruttalbrücke einen Anzug von 40 zu 1 in Richtung des Pfeilerfußpunktes.

Die Feste Fahrbahn auf der Brücke sollte ursprünglich durchgehend mit schalldämmenden Elementen ausgerüstet werden. Auf der Südseite ist eine 2200 m lange und 2,5 m hohe Schallschutzwand und auf der Nordseite eine 2400 m lange und 1,0 m hohe Windschutzwand vorhanden.

Text übernommen vom Wikipedia-Artikel "Unstruttalbrücke" und überarbeitet am 23. Juli 2019 unter der Lizenz CC-BY-SA 3.0.

Beteiligte

Bauherr
Objektplanung
Amtsentwurf
Sondervorschlag
Tragwerksplanung
Messkonzept / Monitoring
Statische Prüfung
Bauausführung in ARGE
Bauüberwachung
Projektleitung

Relevante Webseiten

Relevante Literatur

  • Über diese
    Datenseite
  • Structure-ID
    20020085
  • Veröffentlicht am:
    18.03.2006
  • Geändert am:
    05.02.2016