Luftaufnahme der bestehenden Autobahnbrücke über einen Fluss vor der Modernisierung.

Abbildung 1: Vorhandene Süderelbbrücke der A1

Herausforderung Brückenmodernisierung – Bauen unter Verkehr

Die Modernisierung des Brückenbestandes durch Ersatzneubau, Instandsetzung oder Ertüchtigung ist eine nationale Aufgabe von hoher Dringlichkeit. Dabei stellen die Großbrücken, als   neuralgische Punkte der Verkehrsinfrastruktur, eine besondere Herausforderung dar. Bei der Vielzahl der vorhandenen und zu erwartenden Baustellen muss die Durchführung der Maßnahmen verkehrsverträglich realisiert werden. Die Zielstellung der maximalen Verfügbarkeit von Fahrstreifen ist ein wesentlicher Aspekt bei der Planung und Bauausführung. Nicht immer ist dieses Ziel vollumfänglich erreichbar. Die folgenden Projekte zeigen beispielhaft, wie mit dieser Thematik auf unterschiedliche Weise umgegangen wird. Ausgewählt wurden drei Projekte auf der hoch belasteten Autobahn A1. 
 

Süderelbbrücke A1 in Hamburg – Eine Brücke wird quer verschoben!

Die 326 m lange Süderelbbrücke dokumentiert die Entwicklung des Brückenbaus. Der östliche Überbau wurde noch im Zuge des Reichsautobahnbaus 1937 als 4-feldrige Balkenbrücke mit Hauptstützweiten von 2 x 104 m errichtet (Abb. 1). Die Konstruktion besteht aus genieteten Stahlhauptträgern und einer Fahrbahn aus Buckelblechen mit Betonauffüllung. Im Jahre 1965 erfolgte im Zuge der Verbreiterung der Autobahn die Errichtung eines zweiten Teilbauwerks. Dem Stand der Technik entsprechend sind hier die Hauptträger komplett geschweißt und die Fahrbahn wurde als orthotrope Platte ausgeführt. Im Jahr 2014 gab es einen Schaden durch Schiffsanprall, der aufwändig repariert werden musste. Die Restnutzungsdauer beider Überbauten ist begrenzt und rechnerisch nur bedingt nachweisbar. Für den Ersatzneubau ist der 8-streifige Ausbau der A1 zu berücksichtigen, der im Bundesverkehrswegeplan als vordringlich enthalten ist. Der Baubeginn ist für 2026 avisiert.  

Visualisierung des Ersatzneubaus der Süderelbbrücke A1, einer modernen, weißen Bogenbrücke, die sich über einen Fluss spannt.

Abbildung 2: Ersatzneubau der Süderelbbrücke A1 - Visualisierung (Quelle gmp)

Der Neubau wird 5-feldrig, mit einer Gesamtlänge von 386 ausgeführt. Die Schifffahrtsöffnung wird durch eine 134 m weit spannende Bogenkonstruktion markiert (Abb. 1). Der Ausbau der A1 bedingt eine neue Gesamtbreite des Bauwerks von 52,5 m; das sind 12,5 m mehr als bisher. Wegen der Anbindung an die Strecke muss die Verbreiterung symmetrisch erfolgen. Hinzu kommt, dass das Bauwerk durch Flora-Fauna-Habitate (FFH) eingefasst ist, in denen bauliche Eingriffe auf das Äußerste zu begrenzen sind. 

Bauphasenplan einer Brücke, der in zwei Zeichnungen die Errichtung in temporärer Behelfslage und den anschließenden Querverschub in die Endposition darstellt.

Abbildung 3: Errichtung in Behelfslage und Querverschub

Der Neubau muss unter Aufrechterhaltung aller heute verfügbaren 6 Fahrstreifen erfolgen. Der erste Überbau wird dazu zunächst in Behelfslage auf provisorischen Pfeilern neben dem Bestand errichtet und muss später, nach Abbruch des Bestandes und Errichtung des zweiten Überbaus in seine endgültige Position querverschoben werden (Abb. 3). Die Fahrbahnbreite wurde so gewählt, dass der Überbau 6 Fahrstreifen aufnehmen kann. Für die Minimierung der Eingriffe in das FFH-Gebiet sind aufwändige Fangedämme für die bauzeitliche Straßenführung erforderlich. 

Luftaufnahme der Weserbrücke A1 bei sonnigem Wetter, die mit starkem Verkehrsaufkommen eine weite, grüne Flusslandschaft überquert.

Abbildung 4: Vorhandene Weserbrücke der A1 (Quelle René Legrand)

Weserbrücke A1 in Bremen – eine Brücke wird über die Zeit gerettet

Auch die Weserbrücke dokumentiert ein Stück Technikgeschichte. Das originäre Bauwerk wurde 1962 als gevoutete Deckbrücke mit getrennten Überbauten errichtet. In Längsrichtung unterteilt sich das Bauwerk in eine 280 m lange Strombrücke aus Stahl (Abb. 4) und eine 260 m lange Vorlandbrücke aus Spannbeton. Zwischen den beiden Überbauten gab es ursprünglich eine 8,4 m breite Lücke. Beim Ausbau der A1 im Jahre 1977 auf 6 Fahrstreifen wurde dieser Zwischenraum genutzt. Da dessen Breite nicht ausreichte, wurden die Bestandsüberbauten mittels Querverschub um 3 m nach außen verschoben. In die vergrößerte Lücke wurde der neue Brückenquerschnitt eingesetzt und mit dem Bestand zu einem insgesamt 37 m breiten, einteiligen Gesamtquerschnitt verbunden – eine beeindruckende Ingenieurleistung! 

Technische Zeichnung eines Brückenquerschnitts, die die "4+0" Verkehrsführung mit Fahrbahn- und Geschwindigkeitsbeschränkungen während Bauarbeiten zeigt.

Abbildung 5: Verkehrsführung „4+0“ für die Stahlbauarbeiten im Hohlkasten

Aufgrund von fortschreitenden Schäden, insbesondere in dem Bauwerksteil von 1962, erfolgt aktuell die grundhafte Ertüchtigung. Damit wird Zeit gewonnen, damit der Verkehr so lange sicher rollen kann, bis in ca. 10 Jahren das Bestandsbauwerk durch einen Neubau ersetzt werden kann. Für den Ersatzneubau wurde kürzlich ein Realisierungswettbewerb durchgeführt. 

Die Ertüchtigung umfasst umfangreiche Verstärkungsmaßnahmen an der Stahlkonstruktion von 1962. Die neuen Stahlbauteile werden über Passschrauben an den Bestand angeschlossen und sind nach der Fertigstellung für Ausbau- und Verkehrslasten wirksam. Dies bedeutet, dass vor der Ausführung der Asphalt entfernt und der Verkehr von dem betreffenden Überbau abgeführt werden muss. Damit verbunden sind erhebliche Verkehrseinschränkungen, die hier leider unvermeidbar sind (Abb. 5).

Brücke Volmarstein A1 – sechs Fahrstreifen auf einem Überbau

Das ursprüngliche Bauwerk wurde 1958 als Spannbetonbrücke über 10 Felder mit einer Gesamtlänge von 315 m und einer Gesamtbreite von 28 m errichtet. Ursprünglich für 4 Fahrstreifen ausgelegt, erfolgte Mitte der 1980er Jahre der 6-streifigen Ausbau und die Umwidmung der Stand- zu Fahrstreifen. Aufgrund von Tragfähigkeitsdefiziten wurde 2014 die Planung für den Ersatzneubau aufgenommen. Der neue Querschnitt überführt jeweils 3 Fahrstreifen sowie einen Standstreifen, so dass sich die Gesamtbreite gegenüber dem Bestand auf 38 m vergrößert. Die Maßnahme wurde 2022 abgeschlossen. 

Das Bauwerk liegt in einer Hanglage (Abb. 6), was die Zugänglichkeit des Baufeldes erheblich erschwerte. Schon im Rahmen der Entwurfsplanung war die Baufelderschließung mit Zufahrten von der Autobahn in das Baufeld ein wesentliches Thema. 

Großes Bohrgerät bei den Gründungsarbeiten für einen Brückenneubau in steiler Hanglage.

Abbildung 6:Herstellung des zweiten Überbaus und gut erkennbar die Hanglage

Vergleich von zwei Brückenquerschnitten, die eine "5+0" und eine erweiterte "6+0" Verkehrsführung während einer Bauphase zeigen.

Abbildung 7: Bauzeitliche Verkehrsführung mit Nutzung der Kappenbereiche

Die A1 ist im gesamten Streckenbereich 6-streifig ausgebaut. Aufgrund der Randbedingungen war es zunächst nicht möglich, bauzeitlich alle Fahrstreifen aufrechtzuerhalten. Je nach Bauphase war eine Verkehrsführung mit 4 bzw. 5 Fahrstreifen geplant. Dafür wurden im Bauvertrag die Dauern in Kalendertagen festgelegt und es wurde eine Beschleunigungsvergütung bei Unterschreitung vereinbart. 

Durch die Baufirma wurde im Zuge der Ausführung ein innovativer Vorschlag unterbreitet, der es ermöglichte, auf dem zuerst errichteten Teilbauwerk bereits sechs, anstatt der ursprünglich geplanten fünf Fahrstreifen aufzunehmen (Abb. 7). Dafür wurde bauzeitlich auf die Kappen verzichtet, so dass zusätzlicher Raum für einen zusätzlichen Fahr­streifen entstand. Dies bedingte allerdings auch erhebliche Mehraufwendungen für die temporäre Verankerung des Fahrzeugrückhaltesystems und des Geländers sowie die nachträgliche Anpassung von Abdichtung, Belägen und Entwässerung. Des Weiteren ergab sich eine zusätzliche Bauphase zur Herstellung des finalen Zustandes. Auch der Querschnitt der Bestandsstrecke musste incl. der Mittelstreifen­überfahrten ausgebaut werden, um diese Verkehrsführung zu ermöglichen. Allerdings stand dem der Mehrwert einer 6+0-Verkehrsführung über einen Zeitraum von fast 2 Jahren gegenüber. 
 

Fazit

Die Beispiele zeigen, welche Bedeutung die Aufrechterhaltung des Verkehrs bei der planmäßigen Brückenmodernisierung hat. Die Verfügbarkeit von Fahrstreifen ist ein wesentliches Kriterium bei der Planung von Ersatzneubauten. Mit bauvertraglichen Anreizen kann eine Verkürzung der Dauer von Verkehrseinschränkungen erreicht werden. Dabei ist abzuwägen mit anderen Aspekten wie z. B. der Baurechtschaffung (Grunderwerb, Umwelteingriff) und man muss auch die Auswirkungen auf die Kosten im Blick behalten. 

 

Projektlegende:

Bauherr: Die Autobahn GmbH des Bundes
Projektdurchführung: DEGES GmbH

Bildrechte:

Alle Bildrechte liegen bei DEGES GmbH 

Über den Autor:

Dipl. Ing. Gregor Gebert, DEGES GmbH, Berlin, Bereich Qualitätsmanagement, Stellvertretender Bereichsleiter

Dipl.-Ing. Gregor Gebert ist Abteilungsleiter Konstruktiver Ingenieurbau im Bereich Qualitätsmanagement der DEGES. Er studierte Bauingenieurwesen an der Technischen Universität Dresden mit Vertiefung im Konstruktiven Ingenieurbau. Vor seiner Tätigkeit bei der DEGES war er bis 2014 Abteilungsleiter und Prokurist in einem der großen Ingenieurbüros in Deutschland und dort für die Planung von Brücken- und Ingenieurbauwerken verantwortlich. Er ist Mitglied in mehreren Fachgremien des Bundes für den Brücken- und Ingenieurbau und engagiert sich im Arbeitskreis Brückenbau des Deutschen Beton- und Bautechnikvereins.

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