Ersatz der Spinnereibrücke in Gebenstorf-Windisch (CH)

Das Projekt sucht für den Brückenschlag einen zeitgenössischen, architektonischen Ausdruck. In grosser Schlichtheit führt eine geschwungene Betonkonstruktion auf zwei fast zu filigran wirkenden Pfeilern über den Flussraum. Durch ein leichtes Abdrehen der Brücke wird der Abstand zum geschützten Wächterhaus auf ein angemessenes Mass erweitert. Den Bezug zu dessen Vorgänger und zum Kontext suchen die Projektverfasser mit der Übernahme der bisherigen Materialität und dem Umstand, dass die Flusstraverse seit der Gründung des Industrieareals stets auf zwei Brückenpfeiler ruhte. In Kontrast zu ihrer Vorgängerin zeigt die Brücke hingegen wenig Innovation und wirkt in ihrer Ausgestaltung und Detaillierung eher wie eine verkleinerte Strassenbrücke. Auch wenn auf den bestehenden Kontext wie Ufermauern und Baumallee Rücksicht genommen wird und die Brückenauflager eigenständig gelöst werden, lässt insbesondere der nordseitige Brückenkopf einen klaren Übergang zum eigentlichen Brückenbauwerk vermissen. Strassenartig wird hier die Ankunft auf Windischer Seite über eine angeböschte, abfallende Kurve verschliffen. Seitliche Treppenabgänge mit dafür notwendigen Geländern verunklären die Situation zusätzlich. Auch auf Seite Gebenstorf fehlt ein eigentlicher, präzis formulierter Auftakt, wie das beispielsweise bei der bestehenden Brücke mit den geschwungenen Postamenten zu beobachten ist. Auch wenn das Projekt eine pragmatische und einfache Möglichkeit aufzeigt, die beiden Ufer zu verbinden, vermag es aufgrund der feststellbaren Analogien zu Strassenbrücken und einiger ungelöster Details gestalterisch nicht zu überzeugen. Die Brücke ist zweckmässig und führt den Veloverkehr umwegefrei von Gebenstorf nach Windisch. Auch die Neigung der Rampe auf Seite Windisch erlaubt einen angemessenen Fahrfluss. Ungünstig für den Fahrfluss sind jedoch die Treppenaufgänge unmittelbar am Brückenkopf in Windisch: An dieser Stelle sind Konflikte zwischen Fuss- und Veloverkehr vorprogrammiert. Eine saubere Auseinandersetzung mit dieser Situation fehlt. Auch der Fussverkehr kann die Brücke sinnvoll nutzen. Sie führt ihn unaufgeregt und ohne grosse Ablenkungen über den Fluss. Leider wurde die Chance nicht genutzt, sich weitere Gedanken zur Baumallee und deren Nutzen für den ruhenden Fussverkehr zu machen. Zur Aufenthaltsqualität und zu Sitzgelegenheiten werden keine Aussagen gemacht. Eine detaillierte, synthetische Auseinandersetzung mit den verschiedenen Bedürfnissen der unterschiedlichen Nutzergruppen, die sich auf gemischten Flächen bewegen sollen, fehlt. Die vorgeschlagene Beleuchtung ist zweckmässig. Die Balkenbrücke weist eine Gesamtlänge von 86.2 m auf. Sie überspannt die Reuss über drei Felder mit Spannweiten von 26.1, 34.0 und 26.1 m. Die Linienführung des Brückenträgers verläuft horizontal gerade und vertikal konvex mit einem Radius von ca. 350 m. Der Überbau ist monolithisch mit den Pfeilern und den Widerlagern verbunden, so dass sich ein integrales System bildet. Die Geländer als seitliche Absturzsicherungen sind jeweils in die Konsolköpfe eingespannt. Allerdings ist das Anschlussdetail nicht adäquat dargestellt und somit nicht prüfbar. Die Flusspfeiler und Widerlager tragen die horizontalen und vertikalen Einwirkungen über Pfähle in den Baugrund ab. Das statische System der Brücke wird als fugen- und lagerloser Dreifeldträger ausgebildet, bei welchem die mittleren Flusspfeiler mit dem Überbau monolithisch zu einem Rahmen verbunden sind. Die Spannweitenverhältnisse wurden so ausgelegt, dass in den Widerlagern keine abhebenden Auflagerkräfte erzeugt werden und die Stützmomente über den Pfeilern unter Eigengewicht gering ausfallen sind. Der Überbau ist in Längsrichtung vorgespannt und zeigt der Biegebeanspruchung folgend veränderliche Querschnittshöhen entlang der Brückenachse. Die Querschnittshöhe beträgt 1.1 m über den Pfeilern und 0.6 m in Feldmitte der Mittelspannweite. Vom Pfeiler zu den Widerlagern hin verjüngt sich der Querschnitt auf eine Höhe von 0.5 m. Die Abstufung der Höhen bewirkt nicht nur ein schlankeres Erscheinungsbild des Überbaus, sondern trägt auch zur leichten Reduktion der Dehnsteifigkeit des Überbaus und damit zu kleineren Zwängungskräften aus Temperatureinwirkungen. Der dreiecksförmige Querschnitt der Brücke wird als Balken mit zwei Stegen ausgeführt. Im Bereich zwischen den beiden Stegen werden die Werkleitungen zugänglich integriert. Letztendlich beträgt die mittlere Dicke des Überbaus 0.57m und wirkt gemessen an der zugewiesenen Nutzung sehr schwer. Das Meteorwasser wird in diesem mittleren Bereich in einer Rinne gefasst und direkt in die Reuss abgeleitet. Die Pfeiler weisen Abmessungen von 0.5×0.9 m auf. Sie verjüngen sich nach unten hin auf eine Breite von 0.7 m, bevor sie in den Pfahlbanketten der Flussfundation eingespannt werden. Die Einspannung folgt als Konsequenz aus der integralen Bauweise der Brücke, führt aber auch zu einer gewünschten Verkürzung der Knicklänge für die Pfeiler. Als Flussfundationen sind je vier Bohrpfähle (Ø 0.6 m) vorgesehen, die im Niederterrassenschotter der Flusssohle eingebunden werden. Pfahlbankette und Bohrpfähle übernehmen nebst den vertikalen Lasten auch die horizontalen Einwirkungen der Brücke. Der Festpunkt in Bezug auf Verformungen aus Temperatureinwirkungen befindet sich folglich in der Mitte der Hauptspannweite. Im Widerlager wird die Brücke monolithisch an ein, lediglich bis auf Frosttiefe abgeteuftes, Rechteckfundament angeschlossen, welches auf 2 Bohrpfählen (Ø 0.6 m) vertikal gelagert ist. Die künstlichen Auffüllungen mit Mächtigkeiten von 4 bis 5 m sind nicht tragfähig und weisen sehr geringe vertikale und horizontale Steifigkeiten auf. Die vertikalen Lasten des Widerlagers werden durch die Bohrpfähle aufgenommen, die ihrerseits bis in den darunterliegenden Niederterrassenschotter reichen. Die horizontale Nachgiebigkeit der künstlichen Auffüllungen ermöglicht den Pfählen, sich bei Längsverformungen der Brücke aus Temperaturein- Temperatureinwirkungen wirkungen sowie aus den Effekten von Kriechen und Schwinden des Betons mitzubewegen und so die entstehenden Zwängungen im Überbau zu reduzieren. Die zu erwartenden Verformungen an den Brückenenden in Längsrichtung von etwa 30mm in der Winterstellung (Summe aus den Effekten aus Kriechen, Schwinden sowie Temperaturverkürzung). Um die Nachgiebigkeit des Widerlagers zu erhöhen und nursehr kleine Erddrücke auf die benachbarten Ufermauern einzuleiten, wird die Hinterfüllung zwischen Ufermauer und Widerlager durch locker geschütteten, rolligen und nichtbindigen Boden (Kies- und Sandgemisch) realisiert. Die Reibung in der Fundamentsohle wird als sehr gering erwartet, da nur das Eigengewicht des Widerlagerblockes als Auflast zur Aktivierung der Haftreibung beiträgt. Die trotz diesen Massnahmen auftretenden Zwangsschnittkräfte des Überbaus sind in den statischen Vorbemessungen ungenügend abgeschätzt bzw. berücksichtigt. Der Ausbildung der Widerlager und deren Pfahlgründung sind erhöhte Aufmerksamkeit in der Berechnung und der konstruktiven Durchbildung zu schenken. Ein präzises Modell, welches die Interaktion zwischen Tragwerk und Baugrund abbildet, wäre zu erstellen, und die Federwirkungen der einzelnen Bodenschichten mit oberen und unteren Grenzwerten wären bei der Berechnung und Bemessung zu berücksichtigen. Überschlägige Berechnungen zeigen, dass die Zwängungen für den Überbau aufgrund der integralen Bauweise im gut vertretbaren Bereich liegen und die Bewegungen an den Brückenenden von den Bohrpfählen aufgenommen werden können. Die sehr schlank ausgebildeten Pfeiler sind grundsätzlich in lassen. Dabei ist die konstruktive Durchbildung der Übergangsbereiche zwischen den Pfeilern und dem Überbau zu achten, um eine ausreichende Duktilität und Rotationsfähigkeit zu gewährleisten. Die vertikale Eigenschwingung der Brücke liegt unterhalb des oberen Grenzwertes, wobei die effektive Beschleunigung jedoch kleiner ist als der maximal zugelassene Grenzwert. Bei der vorliegenden Massivbauweise ist bei hoher Masse auch von hohen Dämpfungswirkungen auszugehen, so dass es gegenwärtig nicht als sehr kritisch eingestuft wird. Die Zufahrt für Baumaschinen und der Installationsplatz sind auf der Seite Gebenstorf geplant. Die Verschiebung der Brückenachse in Richtung Westen auf der Seite des nördlichen Widerlagers ermöglicht erste Bauarbeiten vor dem Abbruch der bestehenden Brücke. Diese Arbeiten erfolgen zu Beginn des Winters bei geringer Wasserführung der Reuss. In einem ersten Schritt wird die Baugrube für das Widerlager Seite Windisch ausgehoben. Ein Arbeitsplanum als Koffer, welches mit Hilfe von Spundwänden gesichert wird, dient zur Erstellung der Fundation des Mittelpfeilers Seite Windisch. Nach den Spundwand-, Aushub- und Pfahlarbeiten wird eine Schicht Unterwasserbeton eingebracht, um den Wassereintrag zu verringern und mit den Betonarbeiten an Pfahlbankett und Pfeilern beginnen zu können. Der Zugang der Kleinbohrmaschine für die Mikropfähle ist auf der nördlichen Seite von Seite Windisch möglich. Parallel zu diesen Arbeiten wird ein Provisorium unterwasserseitig der bestehenden Brücke für die Werkleitungen erstellt. Während der Phase des Brückenabbruchs der bestehenden Brücke werden das Arbeitsplanum und die Spundwände auf Seite Windisch rückgebaut und eine provisorische Dammschüttung, welche wiederum durch Spundwände gesichert wird, von Seite Gebenstorf zur Lage der Pfeilerfundation Seite Gebenstorf erstellt. Die Arbeiten an der Fundation des Pfeilers und Widerlagers Seite Gebenstorf können parallel erfolgen. Sind die Pfeiler erstellt, wird das Lehrgerüst auf den neuen Pfeilern montiert. Das Lehrgerüstes muss aus Gründen der erforderlichen Hochwasserkote HQ 30 obenliegend angeordnet werden, so dass die Arbeitsflächen und die Schalung am Gerüst aufzuhängen sein werden. Die Breite der Arbeitsflächen des Gerüstes beträgt 8 m, so dass flussaufwärtsseitig während der sechswöchigen Arbeiten am neuen Überbau ein provisorischer Durchgang für Personen während der sechswöchigen Arbeiten am neuen Überbau gewährleistet. Das Betonieren des Überbaus erfolgt durch Pumpbeton. Nach dem Abdichten der Fahrbahnplatte und dem Verlegen der Schutz- und Deckschicht des Gussasphalts sowie der Montage der Geländer wird das Lehrgerüst rückgebaut. Für die Fussgänger und Velofahrer ist die Verbindung während des Abbruchs der alten Brücke bis zur Fertigstellung des Lehrgerüsts während insgesamt 10 Wochen gesperrt. Ansonsten steht entweder zuvor die bestehende Brücke und danach der provisorische Durchgang für den Fussgängerund Veloverkehr zur Verfügung. Die Bauzeit wird mit ca. 7 bis 8 Monaten angenommen. Die Gesamtinvestition wird auf ca. 3.8 Mio. CHF geschätzt. Die Unterhaltskosten sind wegen der robusten und integralen Bauweise sehr gering.