Neubau einer Verbindungsbrücke am Städtischen Klinikum Karlsruhe

Leichter Schwung
Brücke Städtisches Klinikum Karlsruhe

Städtebauliche Integration

Mit einem leichten Schwung fließt die neue Brücke zwischen der Helios Klinik und der Hubschrauberlandeplattform über die Franz-Lust Straße. Es entsteht ein dynamischer und zugleich ruhiger Körper, der sich städtebaulich unterordnet und dennoch Wirkung im Stadtraum entwickelt. Die Farbgebung und Materialität reiht sich in die helle Palette der Klinikgebäude ein, schafft so Kontrast zu den Bäumen der Allee und lässt diese so weiterhin den Straßenraum dominieren.
Die Neigung der beiden skulpturalen Stützen erzeugt positive Spannung gegen die Bögen der Brücke, und erreicht zudem, dass sie weder auf dem Gelände des städtischen Klinikums Karlsruhe die Parkplätze beeinträchtigen, noch die Vorfahrt vor der Helios Klinik blockieren. Die Ausbildung als Gabelstützen greift die Geometrie der Verästelung der Bäume auf und reduziert zugleich die Spannweiten zwischen Auflagern und ermöglicht so ein filigraneres und ökonomisches Tragwerk der Brücke selbst.

Konstruktion und Materialien

Ein weißer Fachwerkkastenträger formt die Brückenkonstruktion und ruht auf hellen Betonstützen. Profilglaselemente mit lichtstreuender Dämmeinlage lassen ein weiches Fassadenbild erscheinen und bieten gleichzeitig den erforderlichen Sichtschutz bei ausgeglichener natürlicher Belichtung. Das Material verdeckt die Fachwerkkonstruktion am Tag, während diese bei Dunkelheit durch die Beleuchtung auf der Fassade sichtbar wird.
Im Bereich der Anbindungspunkte zur Helios Klinik und zur Hubschrauberlandeplattform befinden sich anstelle des Profilglases opake Wandelemente, in denen Steckdosen installiert werden können. Der Anschluss an die Brücke erfolgt über eine Dehnfuge, die Lagerung der Brücke ist vom Bestand losgelöst.
Die Decke ist eine abgehängte Lamellenkonstruktion die einfachen Zugang zu den oberhalb verlaufenden Installationstrassen sowie den Deckenstrahlplatten zulässt.

Funktionale Anforderungen

Das Flachdach fungiert mit 2% Gefälle und seitlichen Aufkantungen über die gesamte Länge hin zum Hubschrauberlandeplatz als flache Rinne. Eine lichte Durchgangsbreite und -höhe von 2,50m sind gewährleistet, der Anschluss zur Plattform ist zudem durch die Rundungen der Fassade aufgeweitet, um das Manövrieren von Transportbetten zu erleichtern. Die Anknüpfungspunkte an die Hubschrauberlandeplattform und die Helios Klinik sind barrierefrei ausgebildet. Als Bodenbelag ist Kautschuk vorgesehen. Vor Türen und Fachwerk angeordnet befinden sich jeweils Rammschutz und Handlauf.

Beleuchtungskonzept

Kontinuierliche LED Bänder in den Fugen zwischen Profilglasfassade und Fachwerkträger sorgen für einheitliche, indirekte Beleuchtung, die 200 Lux erreicht.

Belüftungs- & Heizungskonzept

Ein natürlicher Luftaustausch innerhalb der geschlossenen Brücke wird über einen Lüftungsschlitz, der sich beidseitig über die gesamte Länge der Brücke erstreckt, realisiert. Dies gewährleistet einen permanenten Luftwechsel ohne Einsatz von Ventilatoren.
Für eine Komforterhöhung der bei extremen Außentemperaturen kommen wassergeführte Deckenstrahlplatten zur Beheizung oder Kühlung zum Einsatz. Diese befinden sich in der Abhang-Lamellendecke, die die Installationsebene zur Aufenthaltszone abgrenzt. Im Allgemeinen wird die Strahlungswärme & -kühlung als besonders angenehm empfunden.

Tragwerk

Die Konzeption sieht eine schlanke, wirtschaftliche und langlebige Stahlbauweise des Überbaus vor. Die seitlichen Wände werden dabei als Fachwerkträger mit schlanken Pfosten- und Diagonalstäben (QRO 100 x 100 mm) erstellt. Zwischen den Ober- und Untergurten (RHO 150 x 250 mm) der beiden Fachwerkträger spannt ein Verband, welcher die erforderliche horizontale Steifigkeit des Überbaus gewährleistet. Das Brückenband ruht auf zwei Gabelstützen auf, welche der geschwungenen Form des Überbaus entgegenwirken. Die Gabelstützen sind aus Stahlbeton erstellt, können alternativ aber auch aus Stahlrohren gefertigt werden. Zur Abschätzung der tragwerkstechnischen Machbarkeit wurde ein statisches Finite-Elemente-Berechnungsmodell erstellt.
Durch eine optimierte Stützenstellung werden die Auflagerkräfte an den Bestand der Heliosklink minimiert. Es werden lediglich horizontale Übergabelasten (ca. 150 kN) an die Bestandsdecken der Klinik abgegeben. Der Abtrag der vertikalen Einwirkungen erfolgt vornehmlich über die beiden Gabelstützen (je ca. 2.500 kN). Um die Verformungen zu reduzieren, erfolgen zusätzlich je zwei vertikale Anbindungen (je ca. 500 kN) des Überbaus am Treppenturm des Helipads. Die horizontalen Kräfte werden durch Anbindungen an den Treppenturm und die beiden Gabelstützen abgetragen und liegen im Bereich von 400 – 600 kN.
Geotechnisch müssen lediglich die Gründungen der beiden Pfeiler betrachtet werden. Es werden Pfahlgründungen vorgeschlagen, um Fundamenttiefe und Dimensionen in der Umgebung der Bestandsbäume zu minimieren, ersten Bemessungsergebnissen zufolge in Abmessungen von 2,2 x 2,2 m. Die Übergabelasten an den Treppenturm müssen bei der Dimensionierung von dessen Gründungsmaßnahmen berücksichtigt werden, stellen jedoch keine Herausforderung dar.
Am FE-Berechnungssystem wurde zudem eine Schwingungsanalyse durchgeführt. Ein Estrich innerhalb des Fußbodenaufbaus der Brücke sorgt für die erforderliche Masse der Brücke. Die erste vertikale Eigenfrequenz liegt demzufolge bei 2,7 Hz und kann daher als unkritisch betrachtet werden.

Montageablaufplan

Das Montagekonzept der Brücke sieht als ersten Schritt eine Erstellung der Fundamente unter den Gabelstützen sowie des Treppenhauskerns des Helipads vor. Gefolgt von der Montage / Erstellung der Gabelstützen. Die Montage des Überbaus erfolgt segmentweise. Dabei kann ein hoher Vorfertigungsgrad der Segmente bis hin zur Fassade angestrebt werden.

Wartung und Unterhalt

Das Material der Brücke ist hochwitterungsbeständig. Dadurch sind keine umfangreichen Wartungsmaßnahmen über die üblichen Reinigungsmaßnahmen hinaus notwendig.