Nichtoffener Wettbewerb | 11/2010
Talbrücke über die Schorgast
2. Preis
PPL Architektur und Stadtplanung
Architektur
Bauingenieurwesen
Erläuterungstext
Erläuterungsbericht
1. Landschaftseinbindung und Bauwerksgestaltung
Grundidee
Die Grundüberlegungen für die Gestaltung des Bauwerkes und seine Einbindung in die Landschaft sind folgende:
- Die Brücke und die Galerie bilden eine Einheit ohne trennendes Widerlager.
- Die talquerende Brücke wächst harmonisch und ohne Bruch in Geometrie, Material und Tragwerksform aus der die Bahnstrecke überbrückenden Galerie heraus.
- Der Galeriebereich wird zum Tal hin geöffnet und möglichst kurz gehalten, mit transpa-renter Gesamtwirkung und geringer Verbauung des Tals speziell im Bereich der Wohn-gebäude am Ortseingang.
- Die ruhige Gesamtwirkung fügt das Bauwerk sensibel in den hochwertigen Landschafts-raum ein und schafft ein wieder erkennbares Talauen-Motiv mit seiner Konstruktionsweise der Stützen.
Konstruktive Umsetzung
Die obengenannten Ziele werden durch folgende konstruktive Maßnahmen erreicht:
- Die Fahrbahnplatte der Brücke wird über die Bahnstrecke hinweg weitergeführt und fest an die lange Stützwand westlich der Bahnstrecke angeschlossen. Die Stützwand wird damit zum festen Brückenwiderlager.
- Die beiden tragenden Stahlverbundträger des Talbrückenbereiches werden an der Bahn-strecke aufgeteilt. Der nördliche Träger verläuft parallel zur Brückenachse weiter bis zur Auflagerung auf der Stützwand östlich der Bahnstrecke. Dies ist auf Grund des günstige-ren Kreuzungswinkels dieses Trägers und der dort vorhandenen größeren lichten Höhe möglich. Der südliche Träger biegt parallel zur Bahnstrecke ab und bildet das östliche Auflager für die Fahrbahnplatte über der Bahnstrecke (Galeriebereich). Eine Änderung der Konstruktionsform der Hauptträger ist nicht erforderlich.
- Östlich der Bahnstrecke ist kein separates Brückenwiderlager zur Aufnahme von ver-schieblichen Lagern und Fahrbahnübergangskonstruktionen mehr erforderlich. Durch den Wegfall der Übergangskonstruktion auf dieser Brückenseite wird die Lärmemission in Ortsnähe verringert. Die zwängungsfreie Verformungsmöglichkeit der Talbrücke ist durch die längsverschiebliche Lagerung an den Zwischenstützen und am östlichen Widerlager gegeben.
- Die durchgängige Ausführung des Hauptragwerkes als Stahlverbundkonstruktion mit sta-tisch günstigen V-förmigen Stützen (diese erfordern unten liegende Lager) ermöglicht die Überbrückung des Talraumes bis zur Bahnlinie mit nur 6 Zwischenunterstützungen (eine weniger als in der Planfeststellung) und eine einfache umweltschonende Herstellung des Überbaues ohne Traggerüste. Im Bereich über der Bahnlinie kann durch den Einsatz von Spannbetonfertigteilen im Verbund mit Ortbeton ebenfalls auf ein Traggerüst verzichtet werden.
2. Konstruktion und Tragwerk
Talbrücke
Der Überbau der Talbrücke (beginnend an den Stützenachsen 10 bzw. 30 auf der Westseite) hat einem zweistegigen Stahlverbundquerschnitt. Die beiden Hauptträger bestehen aus luftdicht verschweißten Hohlkästen mit aufgesetzten Kopfbolzendübeln. Der Abstand zwi-schen den Hauptträger ist von Achsen 110 bis Achse 40 konstant, wobei sich wegen der zunehmenden Brückenbreite ab Achse 70 die Kragarmlänge vergrößert. Ab Achse 40 ver-größert sich der Abstand zwischen den Hauptträgern bei gleichbleibender Kragarmlänge. Die verbindende Fahrbahnplatte aus Beton ist wegen der zunehmenden Breite des Überbaues zwischen den Achsen 30 und 40 in Querrichtung vorgespannt und ansonsten schlaff bewehrt.
Die Hauptträger bilden mit den V-förmige Stützen eine Einheit. Die Stützen bestehen eben-falls aus luftdicht verschweißten Hohlkästen und werden unten mit einem kastenförmigen Querträger verbunden. Dieser stabilisiert die Stützen in Querrichtung und ermöglicht den Pressenansatz zum Lageraustausch. Die Außenseiten der Stützen und der Hauptträger sind 10:1 geneigt, um die Breite der Stahlbetonsockel zu verringern, dies speziell im Bereich der Schorgast.
Durch die V-förmige Stützung werden die Schnittkräfte aus Eigenlast und Verkehrslasten verringert, wobei bei den Verkehrslasten durch die unten verschiebliche Lagerung die Aus-wirkungen über der Stütze größer als im Feld sind. Zur Nutzung dieser Vorteile müssen die Lager an den Fußpunkten der Stützen liegen. Sie werden 50 cm über dem höchsten Was-serstand (HQ 100) auf Stahlbetonsockeln angeordnet. Diese sitzen direkt auf den Pfahlkopf-platten auf, die Gründung erfolgt als Tiefgründung mit Bohrpfählen.
Die Entwässerung des Überbaues erfolgt über die mittige Längsleitung zur Stütze in Achse 30, auf der Innenseite dieser Stütze wird die Leitung nach unten geführt und an die in der Planfeststellung festgelegte Entwässerung angeschlossen.
Geländer und Lärmschutzwand (Pfosten mit T-Querschnitt) werden 10:1 nach außen geneigt und erhalten eine transparente Füllung mit Acrylglaselementen (gegen Vogelschlag mit Längsstreifen bedruckt. Die Lärmschutzwände werden im Bereich der Straßeneinmündung im Grundriss unter Gewährleistung der Sichtbeziehungen harmonisch ausgerundet.
Die in die westliche Widerlagerwand eingespannte Stahlverbundkonstruktion ist durch die gegenüber der Planfeststellung mögliche Einsparung des Widerlagers östlich der Bahnstre-cke, einer Stütze und der zugehörigen Lager und Fahrbahnübergänge wirtschaftlicher in Herstellung und Unterhaltung.
Galerie
Der Hauptträger auf der Ostseite der Galerie und seine V-förmigen Stützen werden wie an der Talbrücke ausgebildet. In Ache 20 und 30 kann auf Lager an den Stützenfüßen verzichtet werden, diese werden in das Fundament eingespannt.
Die Fahrbahnplatte im Galeriebereich besteht herstellungstechnisch günstig aus Spannbe-tonfertigteilen mit Ortbetonergänzung und wird monolithisch in die westliche Stützwand ein-gespannt. Die Auskragung auf der Talseite ist notwendig zur Ausbildung einer ausreichenden Druckzone für den Verbundquerschnitt und setzt gestalterisch die Randausbildung der Brücke fort.
Die Unterbauten werden auf der Westseite als Winkelstützwand und auf der Ostseite als zur Bahnlinie paralleler Fundamentbalken ausgebildet. Die Gründung erfolgt mit Bohrpfählen. Zur Gewährleistung des Anprallschutzes für die Stützen sitzen diese auf einem 55 cm über die Schienenoberkante reichenden Betonsockel, der 5 m vor der Stütze beginnt. Für die Stütze in Achse 40 ist kein Anprallschutz erforderlich (Gleisabstand > 5 m).
4. Herstellung und Umweltverträglichkeit
Die Talaue muss nur zur Herstellung der Unterbauten und für die Montage der Stahlkon-struktion befahren werden, wobei die vorgegebenen Grenzen für das Baufeld und die Tabu-flächen an der Schorgast eingehalten werden. Die abschnittsweise Herstellung der Fahr-bahnplatte kann dann von oben mittels Schalwagen und Zufahrt über die neue Straßentrasse erfolgen. Die Beeinträchtigung des Natura 2000-Gebietes wird dabei im Bau- und Endzu-stand durch die o.a. Einsparung des Widerlagers und eines Pfeilers in diesem Bereich ge-genüber der Planfeststellung verringert.
Die Fertigteile und der zugehörige Ortbeton über der Bahnstrecke können von der Westseite aus montiert bzw. betoniert werden, die Beeinträchtigung des Bahnbetriebes ist gering. Traggerüste für die Betonage der Fahrbahnplatte sind weder über der Bahnstrecke noch im Talbereich erforderlich.
Durch den Wegfall der Übergangskonstruktion auf der westlichen Brückenseite wird die Lärmemission in Ortsnähe verringert.
1. Landschaftseinbindung und Bauwerksgestaltung
Grundidee
Die Grundüberlegungen für die Gestaltung des Bauwerkes und seine Einbindung in die Landschaft sind folgende:
- Die Brücke und die Galerie bilden eine Einheit ohne trennendes Widerlager.
- Die talquerende Brücke wächst harmonisch und ohne Bruch in Geometrie, Material und Tragwerksform aus der die Bahnstrecke überbrückenden Galerie heraus.
- Der Galeriebereich wird zum Tal hin geöffnet und möglichst kurz gehalten, mit transpa-renter Gesamtwirkung und geringer Verbauung des Tals speziell im Bereich der Wohn-gebäude am Ortseingang.
- Die ruhige Gesamtwirkung fügt das Bauwerk sensibel in den hochwertigen Landschafts-raum ein und schafft ein wieder erkennbares Talauen-Motiv mit seiner Konstruktionsweise der Stützen.
Konstruktive Umsetzung
Die obengenannten Ziele werden durch folgende konstruktive Maßnahmen erreicht:
- Die Fahrbahnplatte der Brücke wird über die Bahnstrecke hinweg weitergeführt und fest an die lange Stützwand westlich der Bahnstrecke angeschlossen. Die Stützwand wird damit zum festen Brückenwiderlager.
- Die beiden tragenden Stahlverbundträger des Talbrückenbereiches werden an der Bahn-strecke aufgeteilt. Der nördliche Träger verläuft parallel zur Brückenachse weiter bis zur Auflagerung auf der Stützwand östlich der Bahnstrecke. Dies ist auf Grund des günstige-ren Kreuzungswinkels dieses Trägers und der dort vorhandenen größeren lichten Höhe möglich. Der südliche Träger biegt parallel zur Bahnstrecke ab und bildet das östliche Auflager für die Fahrbahnplatte über der Bahnstrecke (Galeriebereich). Eine Änderung der Konstruktionsform der Hauptträger ist nicht erforderlich.
- Östlich der Bahnstrecke ist kein separates Brückenwiderlager zur Aufnahme von ver-schieblichen Lagern und Fahrbahnübergangskonstruktionen mehr erforderlich. Durch den Wegfall der Übergangskonstruktion auf dieser Brückenseite wird die Lärmemission in Ortsnähe verringert. Die zwängungsfreie Verformungsmöglichkeit der Talbrücke ist durch die längsverschiebliche Lagerung an den Zwischenstützen und am östlichen Widerlager gegeben.
- Die durchgängige Ausführung des Hauptragwerkes als Stahlverbundkonstruktion mit sta-tisch günstigen V-förmigen Stützen (diese erfordern unten liegende Lager) ermöglicht die Überbrückung des Talraumes bis zur Bahnlinie mit nur 6 Zwischenunterstützungen (eine weniger als in der Planfeststellung) und eine einfache umweltschonende Herstellung des Überbaues ohne Traggerüste. Im Bereich über der Bahnlinie kann durch den Einsatz von Spannbetonfertigteilen im Verbund mit Ortbeton ebenfalls auf ein Traggerüst verzichtet werden.
2. Konstruktion und Tragwerk
Talbrücke
Der Überbau der Talbrücke (beginnend an den Stützenachsen 10 bzw. 30 auf der Westseite) hat einem zweistegigen Stahlverbundquerschnitt. Die beiden Hauptträger bestehen aus luftdicht verschweißten Hohlkästen mit aufgesetzten Kopfbolzendübeln. Der Abstand zwi-schen den Hauptträger ist von Achsen 110 bis Achse 40 konstant, wobei sich wegen der zunehmenden Brückenbreite ab Achse 70 die Kragarmlänge vergrößert. Ab Achse 40 ver-größert sich der Abstand zwischen den Hauptträgern bei gleichbleibender Kragarmlänge. Die verbindende Fahrbahnplatte aus Beton ist wegen der zunehmenden Breite des Überbaues zwischen den Achsen 30 und 40 in Querrichtung vorgespannt und ansonsten schlaff bewehrt.
Die Hauptträger bilden mit den V-förmige Stützen eine Einheit. Die Stützen bestehen eben-falls aus luftdicht verschweißten Hohlkästen und werden unten mit einem kastenförmigen Querträger verbunden. Dieser stabilisiert die Stützen in Querrichtung und ermöglicht den Pressenansatz zum Lageraustausch. Die Außenseiten der Stützen und der Hauptträger sind 10:1 geneigt, um die Breite der Stahlbetonsockel zu verringern, dies speziell im Bereich der Schorgast.
Durch die V-förmige Stützung werden die Schnittkräfte aus Eigenlast und Verkehrslasten verringert, wobei bei den Verkehrslasten durch die unten verschiebliche Lagerung die Aus-wirkungen über der Stütze größer als im Feld sind. Zur Nutzung dieser Vorteile müssen die Lager an den Fußpunkten der Stützen liegen. Sie werden 50 cm über dem höchsten Was-serstand (HQ 100) auf Stahlbetonsockeln angeordnet. Diese sitzen direkt auf den Pfahlkopf-platten auf, die Gründung erfolgt als Tiefgründung mit Bohrpfählen.
Die Entwässerung des Überbaues erfolgt über die mittige Längsleitung zur Stütze in Achse 30, auf der Innenseite dieser Stütze wird die Leitung nach unten geführt und an die in der Planfeststellung festgelegte Entwässerung angeschlossen.
Geländer und Lärmschutzwand (Pfosten mit T-Querschnitt) werden 10:1 nach außen geneigt und erhalten eine transparente Füllung mit Acrylglaselementen (gegen Vogelschlag mit Längsstreifen bedruckt. Die Lärmschutzwände werden im Bereich der Straßeneinmündung im Grundriss unter Gewährleistung der Sichtbeziehungen harmonisch ausgerundet.
Die in die westliche Widerlagerwand eingespannte Stahlverbundkonstruktion ist durch die gegenüber der Planfeststellung mögliche Einsparung des Widerlagers östlich der Bahnstre-cke, einer Stütze und der zugehörigen Lager und Fahrbahnübergänge wirtschaftlicher in Herstellung und Unterhaltung.
Galerie
Der Hauptträger auf der Ostseite der Galerie und seine V-förmigen Stützen werden wie an der Talbrücke ausgebildet. In Ache 20 und 30 kann auf Lager an den Stützenfüßen verzichtet werden, diese werden in das Fundament eingespannt.
Die Fahrbahnplatte im Galeriebereich besteht herstellungstechnisch günstig aus Spannbe-tonfertigteilen mit Ortbetonergänzung und wird monolithisch in die westliche Stützwand ein-gespannt. Die Auskragung auf der Talseite ist notwendig zur Ausbildung einer ausreichenden Druckzone für den Verbundquerschnitt und setzt gestalterisch die Randausbildung der Brücke fort.
Die Unterbauten werden auf der Westseite als Winkelstützwand und auf der Ostseite als zur Bahnlinie paralleler Fundamentbalken ausgebildet. Die Gründung erfolgt mit Bohrpfählen. Zur Gewährleistung des Anprallschutzes für die Stützen sitzen diese auf einem 55 cm über die Schienenoberkante reichenden Betonsockel, der 5 m vor der Stütze beginnt. Für die Stütze in Achse 40 ist kein Anprallschutz erforderlich (Gleisabstand > 5 m).
4. Herstellung und Umweltverträglichkeit
Die Talaue muss nur zur Herstellung der Unterbauten und für die Montage der Stahlkon-struktion befahren werden, wobei die vorgegebenen Grenzen für das Baufeld und die Tabu-flächen an der Schorgast eingehalten werden. Die abschnittsweise Herstellung der Fahr-bahnplatte kann dann von oben mittels Schalwagen und Zufahrt über die neue Straßentrasse erfolgen. Die Beeinträchtigung des Natura 2000-Gebietes wird dabei im Bau- und Endzu-stand durch die o.a. Einsparung des Widerlagers und eines Pfeilers in diesem Bereich ge-genüber der Planfeststellung verringert.
Die Fertigteile und der zugehörige Ortbeton über der Bahnstrecke können von der Westseite aus montiert bzw. betoniert werden, die Beeinträchtigung des Bahnbetriebes ist gering. Traggerüste für die Betonage der Fahrbahnplatte sind weder über der Bahnstrecke noch im Talbereich erforderlich.
Durch den Wegfall der Übergangskonstruktion auf der westlichen Brückenseite wird die Lärmemission in Ortsnähe verringert.