Fuß-/Radwegebrücke „Ein Brückenschlag für Lahr“

pin

Die neue Brücke „pin“ in Lahr, welche den Bürgerpark Mauerfeld und den Landschaftspark Stegmatten miteinander verbindet, steht als Zeichen für die Landesgartenschau und akzentuiert die besondere Situation an der Schnittstelle der beiden Parks mit den Bundesstraßen. Der Pylon als elegante Landmark mit dem abgehängten Brückenkörper dient zum einen als gut sichtbares und angemessenes Verbindungselement „pin“ für die Parkbesucher und zum anderen markiert er den Kreuzungsbereich der Bundesstraßen sowie die Stadteinfahrt nach Lahr.
Das neue Brückenbauwerk mit Pylon, der Seilschar sowie dem Brückenkörper in Sichelform nimmt vielfältige Bezüge zu der stark heterogenen Umgebung auf und fügt sich angenehm und ordnend in diese ein. So liegen z.B. die äußeren Hängeseile parallel zu den Bundesstraßen B36/B415 und B3. Die Sichel des Brückenkörpers sowie die Dynamik des schrägen Pylon harmonieren mit der Topographie der Auffahrts- und Brückenrampen. Unter der Seilschar der neuen Brücke bzw. über der Straßenkreuzung entfaltet sich ein spannender Raum, welchen Fußgänger und Radfahrer auf der Brücke sowie die Autofahrer unter der Brücke erleben. Die symmetrische und geometrisch klare Grundkonzeption verleiht dem Bauwerk eine angenehme Präsenz.

Die gewünschten und im Folgenden angeführten Parameter werden komplett erfüllt:
- Das der westliche Auftakt der Brücke an der Ecke Seepromenade/Seeterrasse liegt.
- Das der Nord-Süd verlaufende Fahrradweg am westlichen Brückenkopf in seiner Richtung aufgenommen wird.
- Das die Ampelanlage auf der B36/B415 beibehalten bleiben kann.
- Überquerung der B36/B415,
- Unterquerung der B3 (lichte Höhe über 4,00m),
- Freihaltung sämtlicher Grundleitungen wie Gas/Strom/Wasser/Abwasser.
- Freihaltung der Sicherheitstrasse der 110 KV Hochspannungsleitung.
- Anschluss der Breslauer Straße über einen separaten Treppenauf/-abgang.
- Einhaltung bzw. deutliche Unterschreitung der maximalen Rampenneigungen/-längen gemäß „ Empfehlung für Radverkehrsanlagen“ (ERA 2010): 5% nördlicher Aufweg, 5,5% südlicher Aufweg
- Eine mögliche Nutzlast von 5 Tonnen für z.B. Reinigungsfahrzeuge.
- Eine schwingungsunempfindliche Konstruktion.
- Eine in der Herstellung, dem Betrieb und dem Unterhalt angemessene und wirtschaftliche Lösung.

Materialität
Der Brückenmittelteil ist als eine reine Stahlkonstruktion vorgesehen.
Oberfläche Eisenglimmer silbergrau
Lauffläche als farbige abgesandete Epoxidharzbeschichtung orange
Geschlossene Brüstung (Innenradius) innenseitig Epoxidharzbeschichtung orange
Transparente Brüstung (Außenradius) als schräg liegendes Flachstahlgeländer in Eisenglimmer
Handlauf als Edelstahlrundrohr mit integrierter LED-Beleuchtung

Die Randbereiche werden in Massivbauweise errichtet.
Oberfläche veredelter Sichtbeton
Lauffläche als farbige Epoxidharzbeschichtung orange
Geschlossene Brüstung (Innenradius) innenseitig Epoxidharzbeschichtung orange
Transparente Brüstung (Außenradius) als schräg liegendes Flachstahlgeländer in Eisenglimmer
Handlauf als Edelstahlrundrohr mit integrierter LED-Beleuchtung

Der Pylon aus Stahl ist formal entsprechend den statischen und konstruktiven Anforderungen ausgebildet.
Oberfläche weiss (gebrochenes weiss)

Licht
Der Weg über die Brücke erhält eine blendfreie Beleuchtung, welche in das Edelstahlrundrohr des Handlaufs integriert ist. Durch das transparente Geländer zur B36/B415 (Außenradius) leuchtet der orange Boden sowie die geschlossene Innenbrüstung bei Nacht.
Der Pylon und die Seile werden über verschiedene Bodenstrahler von unten angestrahlt.
Sämtliche Leuchtmittel sind leicht revisionierbar sowie verbrauchsoptimiert (LED)


Statisch-konstruktives Konzept

Der Entwurf des Brückenbauwerks gliedert sich in drei konstruktiv eigenständige Zonen. Der Mittelteil ist eine filigrane Stahlkonstruktion gefasst von zwei Randzonen in konventionellem Massivbau. Die Gesamtlänge der Brücke beträgt ca. 290m. Dabei beträgt die freie Spannweite im Mittelteil rund 115m, die Randfelder als Durchlaufsysteme erstrecken sich näherungsweise über jeweils 85m. Die lichte Nutzbreite zwischen den Handläufen beträgt durchgängig 3,50m.

Der Mittelteil als eigentliches Haupttragwerk wird als Schrägseilbrücke konzipiert. Von einem skulpturalen Pylon wird ein leichter, stählerner Überbau über eine Seilschar schräg abgehängt und innerhalb der Verkehrsinsel rückverankert. Die Neigungen der Diagonalabspannungen wurden so optimiert, dass deren Schwerachse im mittleren Lastschwerpunkt des Überbaus schneiden, Ausmitten und damit Torsion nur bei asymmetrischen Lasten entstehen können.
Der Überbau wird zur Optimierung des Gradientenverlaufs in minimierter Konstruktionshöhe entwickelt. Dies erfolgt über einen neben dem Verkehrsbereich angeordneten Tragquerschnitt, aus dem eine orthotrope Fahrbahn auskragt. Dabei fungiert der Randträger gleichzeitig als Absturzsicherung.

Die orthotrope Platte mit Trapezrippen und einem Deckblech von 12mm erfordert für die erforderliche Auskragung von ca. 4,00m inkl. Handlauf eine Bauhöhe von 240mm. Das Tragrohr folgt dem harmonischen Schwung der Gradiente und bildet einen räumlichen liegenden Bogen, der sich auf den massiven Treppenabgängen als Widerlager absetzt.

Der Tragquerschnitt muss neben dem Vertikallastabtrag vornehmlich die unvermeidlichen Torsionskräfte zum Widerlager führen. Der knapp 50m hohe Pylon als dreiecksförmige Schweißkonstruktion folgt in der Formfindung konsequent den statischen Erfordernissen. So soll er lediglich an zwei Punkten rückverankert werden. Um die entstehende Biegung aus Querzug aus dem Pylon zurück zu führen wird der Pylon selbst ebenfalls gekrümmt, als stehender „Bogen“ entwickelt. Es entsteht eine naturalistisch anmutende, dynamische Form, die den Querschnitt soweit aufweitet, dass eine gestalterisch wie konstruktiv einfache Detaillierung der Gabelkopfanschlüsse realisiert werden kann. Die dadurch entstehenden Querschnitte entsprechen in geradezu idealer Weise den statischen Beanspruchungen innerhalb des Pylons. Sämtliche Bauteile können in gängigen Blechstärken bis maximal 30mm aus S355 hergestellt werden.
Die Spannseile als hochfeste, voll verschlossene Spiralseile erreichen Durchmesser von 35mm bei den Abhängern bzw. von 65mm bei den Rückverankerungen. Die Seilschar bettet dabei den Überbau weich federnd in Achsabständen von ca. 8,00m.
Die beiden Treppenanlagen bilden sinnfällig und zurückhaltend die beiden massiven Widerlagerbauwerke. Sie dienen gleichzeitig als Festpunkte der Gesamtbrücke. Dazwischen werden alle thermischen Beanspruchungen innerhalb der Bemessung über Verformungsschnittkräfte berücksichtigt. Dabei kann der vorhandene Bogen seine Dehnungen über ein gewisses Atmen begrenzen. Die beiden massiven Randzonen werden an den Enden über Dehnfugen entlastet.

Die Massivbereiche werden als konventionelle Stahlbetontragwerke vorgeschlagen.
Dabei bleibt die äußere Ansichtskante in der Dimension des Stahlbaus erhalten. Auf der Gegenseite wird der massive Rücken in einer geschlossenen Brüstung aus Stahlbeton adaptiert und in wirtschaftlicher Art und Weise modifiziert. Der Tragquerschnitt des Überbaus wird als Plattenbalkenquerschnitt dimensioniert und lagert auf eingerückten Pfeilerscheiben 40/200cm auf. Die Gesamtbauhöhe wird bei Einzel-Spannweiten des Massivbereichs von maximal 16m auf 40cm begrenzt.
Die Pfeilerscheiben werden in Richtung der Brückenachse als Betongelenke vorgeschlagen, quer zur Brückenachse werden sie eingespannt. Somit kann bei der Gesamtbrücke, mit Ausnahme der beiden Fahrbahnübergänge an den Rändern, grundsätzlich auf Lagerkonstruktionen verzichtet werden.
Die Betonqualität wird mit C35/45 vorgegeben, um die direkte Nutzung des Tragquerschnitts dauerhaft sicher zu stellen.

Die Gründung soll gemäß den in der Auslobung angedeuteten Baugrundverhältnissen grundsätzlich als Pfahlgründung ausgeführt werden. Dabei wird ab ca. 2,50m unter Gelände leicht tragfähiger Boden, ab ca. 5,00m unter Gelände sehr gut tragfähiger Boden unterstellt.
Dadurch ergeben sich erforderliche Pfahllängen von ca. 8,00 bis 10,00m. Es werden Bohrpfähle mit einem Durchmesser von 88cm gewählt und eine zulässige Last von rund 2.500 kN vorbemessen.

Eine erste dynamische Analyse hat ergeben, dass erst die vierte Eigenform im Frequenzbereich der durch Menschen erregbaren Beschleunigungen liegt. Die relative Masse, verbunden mit den ungerichteten Abspannungen erschwert eine zusätzliche Erregung. Die Brücke wird daher als nicht schwingungsanfällig bewertet. Eine genaue dynamische Untersuchung wird im weiteren Planungsablauf folgen. Sollten wider Erwarten örtliche Schwingungstendenzen auftreten, wäre eine Kompensation über Schwingungsdämpfer innerhalb des Hohlkastenprofils leicht möglich.

Die Montage kann aufgrund des steifen Hauptträgers in großen Elementen vorgefertigt werden, vor Ort gefügt und in einem großen Hubvorgang in kürzester Zeit erstellt werden. Eine Sperrung des Verkehrsknotenpunkts kann mit entsprechender Bauablaufplanung auf das geringst mögliche Maß reduziert bleiben. Die übrigen Bauteile können vorab am Rande der Verkehrswege konventionell vorgezogen werden. Eine wirtschaftliche und rationelle Herstellung des Ingenieurbauwerks ist damit sicher gestellt.