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Die neue Rheinbrücke Wiesbaden-SchiersteinWettbewerb und Entwurf

Hessen MobilStraßen- und Verkehrsmanagement

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Projekt1 19.10.2007 08:32 Seite 1

Fachthemen

DOI: 10.1002/stab.201310024

3© Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Stahlbau 82 (2013), Heft 2, S. 106-121

Oft unterschätzt, stand die bestehende Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein am Wendepunkt vom statischen zum fertigungsge-rechten Ingenieurbauwerk. Der Siegerentwurf des Realisierungs-wettbewerbes 2007 bestätigte die Grundlagen von Entwurf und Ausführung der Jahre 1959 bis 1962 und zieht Schlüsse aus der Unter- und baulichen Erhaltung des bestehenden Bauwerks. Der Aufsatz beschreibt Entstehung des bestehenden Bauwerks, wesentliche Instandsetzungsschritte, die sich daraus ableitende Erfordernis zum Neubau und abschließend dessen Ausschrei-bungsentwurf.

The new Rhine Bridge Wiesbaden-Schierstein, Germany – Competition and Design. The underestimated, existing Rhine Bridge Wiesbaden-Schierstein was the watershed between static and erection optimization. The winner of the design competition in 2007 for a new Rhine Bridge between Wies-baden and Mainz confirms the basic design and construction ideas of the former engineers. His design gathers experience of maintenance and retrofitting of the older bridge. The article describes the main steps of design, construction and retrofit-ting of the older bridge, need and tender design of a new bridge.

1 Die vorhandene Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein

Der erste Bedarfsplan für die Bundesfernstraßen der neuen Bundesrepublik Deutschland 1956 richtete ein besonderes Augenmerk auf die Verknüpfung von Ballungs- und wich-tigen Wirtschaftsräumen beiderseits des Rheins. Nach dem Kölner Ring und dem Bonner Ring war der Bau der Umge-hungsstraße Mainz, d. h. dem Stadtring Mainz–Wiesbaden, ein vordringliches Projekt. Zur Erschließung dieses Wirt-schaftsraums der Bundesländer Rheinland-Pfalz und Hessen waren zwei neue große Rhein- und eine Mainbrücke zu er-stellen.

Der Stadtring Mainz–Wiesbaden war durch die rechts-rheinische Bundesstraße B 42 und die linksrheinische B 9 zu schließen und an den Rhein-Main-Schnellweg über die B 26 mit der Autobahn Frankfurt–Basel (heute A 67) zu verbinden. In einem ersten provisorischen Lückenschluss durchfuhr der Ring die Mainzer Innenstadt entlang des Rheins. Heute bildet die A 60, ab Dreieck Mainz zusammen mit den Bundesautobahnen A 643, A 66 und A 671 den Mainzer Ring (Bild 1). Die Rheinbrücke Wiesbaden-Schier-stein ist heute Teil der Bundesautobahn A 643.

Die neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein – Wettbewerb und Entwurf

Eberhard PelkeAlwin Dieter

Bild 1. Übersichtkarte des heutigen Mainzer Ringes (Foto: Hessen Mobil)Fig. 1. Survey plan of the Mainz bypass motorway

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E. Pelke/A. Dieter · Die neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein – Wettbewerb und Entwurf

4 Sonderdruck aus: Stahlbau 82 (2013), Heft 2

Oberrheinisch wurde die Rheinbrücke Weisenau mit einer größten Spannweite von rund 204 m durch M.A.N. Gustavsburg und Krupp Rheinhausen fertiggestellt. Unter-rheinisch wuchs die Rheinbrücke Schierstein zwischen 1959 und 1962 über den Rhein. Der rund 1,2 km lange Brücken-zug überspannt mit fünf Teilbauwerken zwei schiff are Stromarme und die Insel Rettbergsau. Ein sechstes, dreifel-driges Teilbauwerk aus Spannbeton mit mäßigen Spannwei-ten um 33 m schließt sich auf hessischer Seite an. Am 13. Dezember 1962 wurden beide Rheinbrücken feierlich dem Verkehr übergeben (Bild 2). Vier Jahre später schließt M.A.N. Gustavsburg in Zusammenarbeit mit der Züblin AG mit der 150 m weit gespannten Mainbrücke Hochheim den Kreis. Die persönliche Einladungskarte an den Montagebauleiter der Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein, Paul Stern, zeigt den Stand der Verkehrswege Ende 1962.

Am Beginn der Planungen für die Rheinbrücke Wies-baden-Schierstein, 1955, wurde der Verkehr für die Rhein-querung mit täglich 7100 Kfz/24 h abgeschätzt und max. 23000 Kfz/24 h für möglich gehalten. Heute nutzen täglich mehr als 80000 Fahrzeuge, 8 % davon Lkw, das Bauwerk. Der Verkehr wird weiter auf rund 97000 Kfz/24 h, bei überpro-portional anwachsendem Schwerlastanteil, ansteigen.

Die Planfeststellungsunterlagen wurden durch das da-malige Straßenbauamt Wiesbaden am 22. 09. 1958 aufge-stellt und durch den Leiter des Hessischen Landesamtes für Straßenbau, Oberregierungsbaudirektor Willi Henne (1907–1977), am 13. Juli 1959 für beide Bundesländer erlassen. Wesentliche Änderung im Planungsrechtsverfahren war die Anhebung der Breite zwischen den Geländern um 1,00 m auf 25,50 m durch Entfall eines Mopedweges zugunsten

eines Mehrzweckfahrstreifens. Die Ausschreibungsunterla-gen, vor Beschluss veröffentli ht, wurden per Nachtrag ge-ändert; das ursprüngliche Submissionsdatum vom 19. De-zember 1958 auf den 30. Januar des Folgejahres verschoben [1]. Diese kleine Episode mag die Dynamik im Verkehrs-wegebau zu jener Zeit verdeutlichen.

Schon den Planfeststellungsunterlagen, recht über-sichtlich in einen Erläuterungsbericht von fünf Seiten und sieben beigefügten Plänen gegliedert, lagen Teile des Bau-werksentwurfes des Ingenieurbüros Leonhardt und Andrä in Zusammenarbeit mit Louis Wintergerst (1913–1977) zu-grunde.

Der technische Gehalt des für damalige Verhältnisse sehr detailliert ausgearbeiteten Verwaltungsentwurfs (VE) [2], erschließt sich am besten unter Zuhandnahme der öffen -lichen Ausschreibung [1]. Sie stellt einen Entwurf für die Gründung und drei Entwürfe für die Überbauten zur Wahl und lässt Sonderentwürfe zu.

Allen Entwürfen liegen zwei Stromöffnungen, eine große, nördliche Öffnung von 205 m auf Wiesbadener Seite und eine 170 m spannende Öffnung für den Rhein-arm Mainz-Mombach, zugrunde. Für die Flutbereiche Mainz und Rettbergsaue sehen Leonhardt und seine Part-ner Stützweiten von 70 m vor, den Flutbereich Wiesbaden unterteilen sie in Spannweiten von 70 m – 60 m – 55 m. Auf der Rettbergsau wird nach sieben der 14 Öffnunge dem Bewegungsspiel des einteiligen Überbaus durch eine Dilatationsfuge Raum gegeben. „Abspannungen durch Schrägkabel als Folge der beschränkten Bauhöhe sind vom wirtschaftlichen Standpunkt aus“ in der Ausschreibung durchaus erwünscht.

Bild 2. Einladung zur Verkehrsübergabe der Rheinbrücken Wiesbaden-Schierstein und Mainz-Weisenau (Foto: Privatarchiv Stern)Fig. 2. Invitation card of dedication ceremony and opening of the Rhine Bridge Wiesbaden-Schierstein for traffic



5Sonderdruck aus: Stahlbau 82 (2013), Heft 2

Entwurf I: Sieht einen über 2 × 7 Öffnungen durchlau-fenden reinen Stahlüberbau mit orthotroper Fahrbahn-platte vor, die sich über die gesamte Brückenbreite er-streckt. Die Längsrippen der orthotropen Fahrbahnplatte bestehen aus mind. 10 mm dicken Flachblechen (ausge-schriebener Baustahlverbrauch rund 12180 t).

Entwurf II (s. Bild 3): Bei gleichem statischen Längs-system ersetzt über 955 m eine längs- und quervorgespannte Massivplatte die orthotrope Fahrbahnplatte. Zur Leichte-rung der großen Hauptöffnungen bleibt die stählerne Fahr-bahn auf Längen von 120 bzw. 145 m zwischengeschaltet und wird kraftschlüssig mit Stahlverbundüberbau verbun-den (ausgeschriebener Baustahlverbrauch rund 9350 t).

Entwurf III: Bei gleichem statischen Längssystem fa-vorisiert diese Variante über 1000 m einen reinen Spannbe-tonüberbau mit außerhalb der Stege angeordneten Spann-kabel, System Baur-Leonhardt. Einzuschwimmende, stäh-lerne Einhängeträger von 100 m bzw. 120 m entlasten die Hauptöffnungen (ausgeschriebener Massenverbrauch: Bau-stahl Einhängeträger rund 2159 t, 850 t Spannstahl längs mit konzentrierten Spanngliedern Baur-Leonhardt, 327 t Längsvorspannung St 135/150 der Fahrbahnrippenplatte und 270 t St 135/150 Quervorspannung Fahrbahnrippen-platte und Querträger, 19500 m³ Stahlbeton B 450).

Die Balken aller Entwürfe laufen mit einer Bauhöhe von rund 4,20 m durch und sind über den Strompfeiler mit bis zu 7,60 m kräftig gevoutet. Gemeinsam ist ihnen die Querschnittskubatur des einteiligen Überbaus, bestehend aus zwei Hohlkästen, im Achsmaß 13,20 m entfernt und je 2,80 m breit, verbunden nur über die jeweilige Fahrbahn-konstruktion. Der Zeit entsprechend sind die filigranen massiven Fahrbahnplatten über Längs- und Querträger ge-leichtert. Deckblech oder Betonfahrbahn laufen schramm-bordfrei über 26,0 m zwischen den 65 cm hohen Gesimsen durch. Der Ausschreibung wurden gesonderte Bemessungs-regeln für Stahl, insbesondere der orthotropen Fahrbahn-platte und Spannbeton mitgegeben.

Die Firma Hein, Lehmann mit ihrem Abteilungsleiter Fritz-Reinhard Weitz (1921–1983) unterstützt durch den beratenden Ingenieur Hellmut Homberg (1909–1990) ge-ben mit 15,3 Mio. DM für den Überbau das preiswürdigste Angebot ab [2] (Bild 4). Die Gesamttonnage ermitteln die beiden Ingenieure zu 6777 t, 5158 t davon für die beiden Strombrücken.

Ihr Sondervorschlag eines offenen Querschnittes mit zwei weitgestellten Hauptträgern verbindet zu dieser Zeit baustatische Werkstoffoptimierung mit werkstatt- und mon-tagegerechtem Bauen (Bild 4). In einem internen Vermerk für das damalige Bundesverkehrsministerium erkennt Leon-hardt [3] die Leistungen der beiden Ingenieure an, denen es durch den Querschnittswechsel und Auflösung von voll-wandigen Tragwerksteilen gelungen sei, 23 % an Stahlmas-sen gegenüber seinem Verwaltungsentwurf einzusparen. Es soll aber nicht unerwähnt bleiben, dass Hohlkästen durch konstruktiv vorgegebene Mindestblechdicken und feh-lende Abstufungsmöglichkeiten interne Tragwerksreserven aufbauen mussten, die leider im Wettbewerb nicht hono-riert wurden. Auch die Umgehung des DEMAG-Patentes für Hohlrippen und die fehlende Anordnung von lastver-teilenden Zwischensystemen sowie höhere Werkstatt- und Montagekosten für Hohlkästen mögen der Konkurrenzfä-higkeit des VE nicht förderlich gewesen sein [4].

Die Arbeitsgemeinschaft Polensky & Zöllner, Beton und Monierbau und Ed. Züblin ist bei den Unterbauten mit 4,8 Mio. DM Mindestbietende, ohne den Verwaltungs-entwurf ändern zu müssen [2].

Geschockt durch das Submissionsergebnis versuchen der Spannbeton und seine Befürworter, mit technischen Ar-gumenten und politischer Einflussnahme das Blatt zu wen-den [5]. Deren Angebote lagen aber rund 10 % über dem Mindestbietenden. Auch die Ingenieurskunst von Ulrich Finsterwalder (1897–1988) half nicht weiter (Bild 5) [6].

Schlagen noch die Auftragsverwaltungen Hessen und Rheinland-Pfalz ihrem Bauherrn wahlweise den von M.A.N. abgewandelten Entwurf I mit Flutbrücken in Spannbeton oder, alternativ, Finsterwalders Sondervorschlag eines Frei-vorbaus in Spannbeton unter monolithischem Verguß von Pfeiler und Überbau vor, ist für den Referatsleiter Brücken-bau im Bundesverkehrsministerium, Wilhelm Klingenberg(1899–1981), das Angebot der Hein, Lehmann AG aufgrund der hohen Preisdifferenz alternativlos ([2] und [5]). Hein, Leh-mann erhält am 28. 09. 1959 den Zuschlag mit 15,6 Mio. DM und der Vorgabe, rund 26 % des Liefergewichtes durch lokale Nebenunternehmer zu beziehen. Das Gewicht der Stahlkonstruktion wird, wohl dem Ratschlag Leonhardts folgend, leicht um 60 t angehoben. Ein ursprünglich vorge-sehenes unteres Bodenblech im Stützbereich der großen Strombrücke entfällt noch. Als Prüfingenieur wird Fritz Leonhardt verdingt.

Weitz und Homberg ändern nur wenig an der von Leon-hardt vorgegebenen Gestaltung eines geschwungenen, sich zurücknehmenden Bandes über den Rhein, gliedern jedoch das Bauwerk in einen Brückenzug von zwei Strom- und drei Flutbrücken. Die beiden Stromöffnungen mit Spann-weiten von 205 m und 170 m werden in gevoutetem Stahl, die beiden zwischen 50 m und 70 m spannenden Flutbrü-cken sowie die Inselbrücke parallelgurtig in Stahlverbund ausgeführt. Beide Brücken erhalten einen einteiligen off -nen, zweistegigen Kontinuumquerschnitt mit lastverteilen-dem Kreuzwerk. Den Obergurt der Stahlbrücken bildet eine orthotrope Fahrbahnplatte aus 12 mm Deckblech mit V-förmigen Längs- und Querrippen. Deren Gehwege beste-hen aus abgefugten Stahlbetonplatten, die auf stählernen, angenieteten Konsolen aufliegen. Die Fahrbahntafel der Stahlverbundbrücken ist längs und quer vorgespannt und erhält zusätzlich eine Montagevorspannung. Über den Stüt-zen sorgen Neoprenzwischenlagen für einen elastischen Verbund.

Das einheitliche Kreuzwerk für den gesamten Brücken-zug bilden Fachwerkquerträger und drei lastverteilende Fachwerklängsträger. Über den Stützen wächst die Kon-struktionshöhe der beiden großen Strombrücken auf 7,65 m im großen, und 7,20 m im kleinem Stromfeld an, verschlankt sich in Feldmitte auf 4,30 m und läuft zu den Flutbrücken auf 4,27 m aus. 3,50 m Bauhöhe sind am Widerlanger Schier-stein ausreichend. An den Landpfeilern, gleichzeitig Längs-festpunkt, ballastieren Stahlverbund-Flutbrücken die sich anschließenden kurzen Endfelder beider Strombrücken, ein statischer Kunstgriff, der bei älteren Brücken gerne an-gewandt wurde und den auch Weitz und Homberg dankbar aufnahmen.

Der Brückenzug ruht auf 22 Rollenlagern, teilweise Doppelrollenlager mit Kippleiste, Fabrikat Kreutz, an den Überbaukopplungen auf sechs Linienkipplagern, sowie vier




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lik denn durch den sehr sportlichen Preis der Stadt Nürn-berg [2].

Obwohl in der Fachliteratur eher stiefmütterlich be-handelt, hat die Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein im Stahlbrückenbau eine herausragende Stellung, da sie den Wendepunkt von der Materialoptimierung hin zur Ferti-gungsoptimierung setzt. Weitz beschreibt dies in [4, S. 131 und 160] mit der Hinwendung zur Querschnittkonzeption auf Grundlage geometrischer Präferenzen. Genau beschrie-ben hat Weitz die Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein in [7]. Ihre Stellung im Gesamtwerk Hombergs zeigt [9].

Abgerechnet wurden für den gesamten Überbau 7895 t, für die beiden Strombrücken 6100 t Baustahl, meist der Güte St 52 ohne Lager, Geländer, Roste und Sonstiges, entspre-chend 143 kg/m² für den Stahlverbund bzw. 349 kg/m² für die Vollstahlbrücken [1]. Der Bauvertrag für Unter- und Überbauten wurde mit rund 32 Mio. DM schlussgerechnet.

2 Auf dem Weg zu einer neuen Brücke

Aufgrund steigender Unterhaltungskosten und rückläufige Zustandsnoten der Bauwerksprüfungen reifte in der Hessi-schen Straßen- und Verkehrsverwaltung 1995 der Entschluss, die Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein grundhaft instand-zusetzen. Die aktuelle Verkehrssituation von 78500 Kfz/24 h mit einem Anteil von 4000 Lkw/24 h erzwang eine Anpas-sung an die aktuelle Brückenklasse 60/30 gemäß DIN 1972/ 1985.

Lager, Korrosionsschutz sowie Abdichtung und Belag waren zu erneuern, Fahrbahnübergänge (Rollverschlüsse) je nach Schädigungsgrad zu ersetzen oder instandzusetzen, die Stahlbetongehwegplatten gegen angeschweißte Stahl-elemente auszutauschen und die Stahlbeton- und Spann-betonflä hen mit den damals zugelassenen Betonersatzsys-temen zu schützen [10]. Abschließend sollte ein rein der Gestaltung dienender und längs des Untergurtes verlaufen-der Zierwinkel minderer Stahlgüte (St 37) zur Vermeidung möglicher Risse vorsorglich entfernt werden.

Mit Hilfe einer Faltwerksberechnung, zusätzlichen Beul-steifen an den Innenseiten der Hauptträger, der nun mit-tragenden Gehwege und einer Reduktion der Zwängungen aus Wölbkraft durch Freisetzen überzähliger Festpunkte gelingt Manfred Hanf der Weihermüller und Vogel GmbH

längsverschiebliche Topflager als Nadellager und vier erst-mals in Deutschland eingebaute Neotopflager in den Fest-punkten. Die sich am Ufer Wiesbaden-Schierstein als 6. Teilbauwerk anschließende Spannbetonbrücke verfügt über sechs Topfgleitlager und zwei längsfeste Topflage .

Der orthogonale, offene Kontiuumsquerschnitt, mit über weiten Bereichen gleicher Bauhöhe, fördert durch seine hohe Anzahl von baugleichen Teilen vollautomatische Schweiß-Fertigungsverfahren. Auf den räumlichen Zusam-menbau in der Montagehalle kann verzichtet werden. Le-diglich den, über den Pfeilern um 70 cm auf 150 cm aufge-weiteten und bis zu 195 mm dicken Untergurtpaketen muss besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Sie werden im Druckbereich genietet und im Zugbereich zur Vermeidung von Nietlochschwächung geschweißt und mit Klemmschrauben verspannt [7]. Doch die Lohnkosten zum Fügen der filigranen Kreuzwerke beginnen bereits die Materialeinsparung zu übertreffen

Die Montage der Strombrücken erfolgte im beidseitigen Freivorbau (Bild 6). Die einzelnen Konstruktionselemente wurden nach Schiffstransport von Neuss auf einem Vormon-tageplatz zu Montageelementen zusammengefügt und über ein Montagevorbaugerät (Derrick) an der Einbaustelle einge-hoben, ausgerichtet, geschlossert und endgültig verschweißt. Die Montage richtete Weitz und sein Montageleiter Sternauf 50-t-Einheiten aus. Weitere Einzelheiten können [7] ent-nommen werden. Die zur gleichen Zeit errichtete Rheinbrü-cke Weisenau wurde bereits mit bis 200 t schweren Großele-menten über einen firmeneignen S hiffskran montiert [8].

Der stark wechselnde und inhomogene, anstehende Baugrund mit stark unterschiedlichen Tragfähigkeiten zwang zu einem Gründungshorizont bis zu 10 m unter der Rhein-sohle. Die Strompfeiler gründen auf vorgespannten Caissons. Die Flutbrücken setzen sich über 3,00 m messende Stahl-beton-Doppelsäulen auf Flachfundamente ab. Zusätzlich wurde der Boden verdichtet oder die Tragfähigkeit durch Kiesschüttungen und Rütteldruckverfahren angehoben.

Strompfeiler und Widerlager der Rheinbrücke Wies-baden-Schierstein sind mit Granit des ehemaligen NS-Reich-parteitagsgeländes in Nürnberg verkleidet (Bild 7). Dies veranlasste den Verband der Granitindustrie zu intervenie-ren, weniger aufgrund der fragwürdigen politischen Symbo-

Bild 6. Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein im Bau, Mai 1961 [2]Fig. 6. Rhine Bridge Wiesbaden-Schierstein under construc-tion, 1961

Bild 7. Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein, 1962Fig. 7. Rhine Bridge Wiesbaden-Schierstein on completion, 1962




spiegelt noch das Primat der statischen Berechnung. Die heute gültigen Mindestanforderungen gemäß DIN-Fachbe-richt 103 Abs. IV [16] dagegen sind konstruktiv und ferti-gungsgerechte Regelungen, wie dies Weitz in [4, S. 158 ff schon forderte.

Sedlacek und Paschen [17] schließen daraus, „dass als Ursache der Rissbildung im Wesentlichen zufällig verteilte Schwachstellen der Nahtanschlüsse mit mangelhafter Aus-führungsqualität in Frage kommen.“ Die orthotrope Fahr-bahnplatte der Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein könne unter heutigen Gesichtpunkten nur dann als dauerhaft gelten, „wenn der Querträgerabstand weniger oder gleich 2,75 m betragen würde, keine nennenswerten Versätze der V-Rippen vorlägen, die Z-Güte nach [14] eingehalten wäre und die Einwirkungen einem innerstädtischen Verkehr gleichkäme“, so Sedlacek und Paschen in [17].

Die gewählte Sonderform der Stahlfahrbahn kann keine dieser Vorgaben erfüllen. Vielmehr erwartet [17] zu-künftig Ermüdungsprobleme und empfiehlt, von kostenin-tensiven Instandsetzungsmaßnahmen Abstand zu nehmen und einen Ersatz der Brücke innerhalb von 10 bis 15 Jah-ren anzustreben.

In Abstimmung mit dem Bundesverkehrsministerium für Verkehr, Bau und Wohnungswesen und Hessen Mobil werden 2005 die Prüfzyklen auf ein halbes Jahr verdichtet, festgestellte Risse laufend verschweißt und die vorläufig Restnutzungsdauer auf 2015 festgelegt. Für die sofortige Sicherung und Beseitigung von Verkehrshindernissen im Falle eines Gewaltbruches, liegt vor Ort im Widerlager Wiesbaden eine stählerne Stützkonstruktion für die Stahl-fahrbahn bereit.

Der bei älteren Brücken oft angewandte statische Kunstgriff, Zuglager kurzer Endfelder durch anschließende Bauwerke zu überdrücken, führte 2006 zu einem Ermü-dungsschrägriss in einer Konsole des ballastierenden Ent-querträgers der Flutbrücke Rettbergsau, eine Gefährdung der Standsicherheit, die nur unter sofortigem Verkehrsein-griff und kraftschlüssiger Notunterstapelung zu entschär-fen war. Folgerichtig sind Zugauflager und Zugkonsolen für das neue Bauwerk ausgeschlossen.

In neuer Zeit treten vermehrt Schweißnahtrisse in der Rollspur des Schwerverkehrs auf, sodass die Prognose Sedlaceks einer einsetzenden Ermüdung zutreffend ist. Eine in 2006 ausgesprochene Geschwindigkeitsbeschrän-kung auf 60 km/h verlangsamte den Rissfortschritt erst wirkungsvoll mit einer stationären, auch haushälterisch erfolgreichen, Geschwindigkeitsüberwachungsanlage in 2008.

Zwischen 2005 und 2011 schufen der Landesbetrieb für Mobilität und Hessen Mobil gemeinsam die Vorausset-zungen zur Erlangung des Baurechts. Am 05. Januar 2012 wurden zunächst auf hessischer Seite und folgend am 02. März 2012 durch Rheinland-Pfalz die Planfeststellungsbe-schlüsse, nunmehr auf rund 675 Seiten ohne Anlagen an-gewachsen, durch die zuständigen Länderminister unter-schrieben.

Mit der Auslobung eines Gestaltungswettbewerbes beginnt die technische Planung des Neubaus der Rheinbrü-cke Wiesbaden-Schierstein. Eingebettet ist er in die länder-übergreifende Gesamtmaßnahme des 6-streifigen Ausbaus der A 643 zwischen dem Autobahndreieck Mainz und Au-tobahnkreuz Wiesbaden/Schierstein.

der Nachweis, auch die damals aktuellen Einwirkungen ab-tragen zu können.

Nach Entfernen von Belag und Abdichtung der Stahl-verbund-Flutbrücken und Beseitigung der Gehwegplatten wuchs die Erkenntnis, dass die Schädigung von Fahrbahn-platte und Querspannglieder durch jahrzehntelangen Tau-salzeintrag bei unzureichender Betondeckung weitaus hö-her war, als die ursprünglichen Untersuchungsergebnisse erwarten ließen. Bis in die Tiefe von 12 cm drang das Chlorid in den Beton zu den Querspanngliedern vor und minderte derenQuerschnitts um bis zu 50 %. Rund 400 Gewi-Stähle des Durch-messers 16 mm waren den geschädigten Querspanngliedern beizulegen. Der geschädigte Beton wurde teils ausgeräumt und ersetzt, teilweise gelang aber nur dessen Isolierung. Die restliche Nutzungsdauer der Stahlverbundbrücken wurde auf rund 20 Jahre ab Gutachtenerstellung (1995) prognos-tiziert [11].

Wie befürchtet zeigten sich während der Stahlbauar-beiten Anrisse an den geschweißten Untergurten der Stahl-verbundbrücken. Bei der Flutbrücke Wiesbaden erreichten die Anrisse eine Schwächung des Untergurtes um ein Drit-tel. Ausgehend vom Schweißnahtstoß des zuvor genannten Zierwinkels, griff der Anriss in den Hauptträgerstoß über. Bei den Strombrücken unterband die Trennung der Mate-rialien durch Nietung von Untergurt und Zierwinkel glück-licherweise eine Schädigung.

Die grundhafte Instandsetzung wurde zweistufig zwi-schen 1997 und 1999 ausgeführt. Für die sich abzeichnende reduzierte Restnutzungsdauer war ein teilerneuerter Korro-sionsschutz ausreichend. Schlussgerechnet wurde mit rund 21 Mio. DM.

Schon beim Bau der Rheinbrücke, 1961, traten Anrisse an den V-Längsrippen und Schweißnahtbrüche auf [2]. Ab 2000 sind durch die Bauwerksprüfung erneut Anrisse an den Anschlussnähten der V-Längsrippen an den Querträgern do-kumentiert, die sich gleichmäßig über die Fahrbahnober-flä he verteilten. Eine Häufung der Risse in der Rollspur des Schwerverkehrs, Indikator einer Materialermüdung, oder Stellen hoher Deckblechbeanspruchung, die sich auf ver-kehrsinduzierte Schädigungen zurückzuführen ließen, blie-ben aus.

Umfangreiche Material- und Schweißnahtprüfungen ([12] und [13]) ergaben, dass an allen Schweißnähten, de-ren Nähte sich in Nähe der Schmelzlinie des wärmebeein-flussten Grundwerkstoff befinden, Gewaltbrüche vorlie-gen.

Terrassenbrüche werden erkannt. Zwar weisen die ein-gebauten Stähle hinsichtlich ihrer chemischen Zusammen-setzung und Festigkeit die Güte eines Werkstoffes St 355 nach DIN EN 100025 bzw. St 52 nach DIN 17100 auf. Die Anforderungen an die Beanspruchung in Dickenrichtung nach DIN 10164, gleichlautend einer Neigung zum Terras-senbruch, bleiben dagegen unerreicht.

Mit dem Bau der Rheinbrücke um 1960 erwachte erst das Bewusstsein um dieses gesonderte Bruchphänomen. 20 Jahre Erkenntnisgewinn waren erforderlich, um Emp-fehlungen zur Prüfung und Einhaltung der Z-Güte durch ein Technisches Regelwerk [14] geben zu können [15].

Neben den vorgenannten Material- und Schweißnaht-defiziten werden die V-Rippen an den Querträgern gesto-ßen und verfügen über bis zu 40 mm große Versätze. Die konstruktive Ausbildung der orthotropen Fahrbahnplatte




(Mainzer Becken) und in größeren Tiefen die Schichten des oberoligozänen Corbicula-Kalk an. In den Uferberei-chen und der Rettbergsaue sind diese mit quartären Sedi-menten, pleistozänen und holozänen fluviatilen Sanden und Kiesen des Rheins mit eingewehten Flugsanden bedeckt. Die Schichten sind durch Brüche und Verkippungen ver-stellt. Wesentliche Merkmale der Untergrundverhältnisse sind die große Inhomogenität des Baugrundes in vertikaler und horizontaler Richtung und die Schwankungen der Festigkeit und Tragfähigkeit in weiten Grenzen. Die Wasser-durchlässigkeit des Untergrundes ist bereichsweise sehr hoch. Die Wasserwegsamkeiten sind inhomogen und rich-tungsunabhängig, das Grundwasser korrespondiert mit dem Rheinwasserstand.

Die Unterbauten des bestehenden Brückenzuges ver-fügen über eine ausreichende Tragfähigkeit bei vertikalen Einwirkungen [19] aus ständigen Lasten und Verkehr. Bei horizontalen Einwirkungen nach [19] treten dagegen grö-ßere Defizite bei den meisten Bestandpfeilern auf. Daher dürfen, unter Anpassungsmaßnahmen, nur die Trennpfei-ler am Ende der Flutbrücken sowie die Strompfeiler bei-behalten werden.

Zum Schutz zusammenhängender Bebauungen am Rheinufer Wiesbaden ist eine Lärmschutzwand mit bis zu 4,00 m Höhe auf der Außenkappe des neuen Überbaus in der alten Brückenlage vorzusehen.

Die Rettbergsaue und der überwiegende Teil des Pla-nungsbereiches sind ausgewiesene Fauna-Flora-Habitat (FFH)-, Vogelschutz-, Natura 2000, oder Naturschutzge-biete. Zudem befindet sich das Bauwerk im Überschwem-mungsgebiet des Rheins. Die Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein quert Weich- und Hartholzauwälder sowie Feucht- und artenreiche Extensivwiesen, deren Böden eine natürliche Biotopentwicklung sichern. Die Rettbergsaue beherbergt Brut- und Rastvögel. Von den vorkommenden Vogelarten ist bekannt, dass sie das bestehende Brücken-bauwerk in der Regel überfliegen. All dieses ist naturschutz-rechtlich von hoher bis sehr hoher Bedeutung und mündet in folgende Wettbewerbsregeln:– Die zu planenden Brücken sollten von möglichst weni

gen Grundpfeilern oder Pylonen getragen werden und diese sind nach Möglichkeit nicht im FFH-Gebiet-Ge-wässer zu plazieren. In den Uferbereichen zu Rheinland-Pfalz und Hessen wie auch im Bereich der Rettbergsaue sollten keine hoch bis sehr hohen Lebensraumtypen in Anspruch genommen werden und prioritäre Le-bens-räume sind nicht zu beeinträchtigen.

– Tabuzonen zur Errichtung von Brückenpfeilern sind zu beachten (betrifft das Ufer der Rettbergsaue zum Main-zer Rheinarm).

– Eventuelle Verseilungen der neuen Brücken sind so zu wählen, dass sie kein massives Hindernis für die vorkommende Avifauna darstellen.

– 10 m oberhalb der Brücken sind Flugkorridore offen zu halten, damit ein ungestörter Überflug für die Avifauna gewährleistet bleibt. Die Tabuzonen für die Freihaltung der Flugkorridore für die Avifauna sind zu beachten. Die Farbgebung der zu planenden Brücken ist so zu wählen, dass sie von der vorkommenden Avifauna wahrge-nommen werden kann.

– Auf eine Beleuchtung der Brücke ist nach Möglichkeit zu verzichten, damit ein zusätzliches Kollisionsrisiko

3 Der Gestaltungswettbewerb 20073.1 Wettbewerbsgrundlagen

Die Auslobung [18] erfolgte nach den Grundsätzen und Richtlinien für Wettbewerbe der Raumordnung des Städte-baus und des Bauwesens (GRW 1995) in der Fassung von 2003 und der Verdingungsordnung für freiberufli he Leis-tungen (VOF) als begrenzt offener Wettbewerb in einer einzigen Wettbewerbsstufe. Die Zusammenarbeit von Bau-ingenieur und Architekt in einer Arbeitsgemeinschaft war unter der Federführung des Bauingenieurs vorgeschrieben. Die potenziellen Teilnehmer wurden durch ein Auswahl-gremium nach vorgegeben Kriterien herausgefiltert, wobei die fünf Teilnehmer mit der höchsten Punktzahl gesetzt und fünf weitere Teilnehmer unter notarieller Aufsicht zugelost wurden. Abzugeben waren Erläuterungsbericht, Kostenbe-rechnung, Pläne, die Visualisierung des Entwurfes sowie eine Vorstatik. Die Wettbewerbssumme betrug 178000 €.

3.2 Wettbewerbsaufgabe

Der Wettbewerb erstreckt sich über alle sechs Teilbauwerke. Für den 6-streifigen Ausbau sind getrennte Überbauten vorzusehen. Ein Überbau soll in der Trasse des bestehen-den Bauwerks und der andere soll mit veränderlichem Zwischenraum auf der Unterstromseite des bestehenden Bauwerks errichtet werden. Der Zwischenabstand der Brü-cken auf der Mainzer Uferseite beträgt 18,75 m und wird durch die vorgegebene Lage des Fahrbahnüberganges der bestehenden Abfahrtsrampe Mainz-Mombach bestimmt. Zunächst ist eine neue Brücke neben dem Bestand unter-stromig zu erstellen, die bauzeitlich den gesamten Verkehr zwischen Wiesbaden und Mainz aufnimmt. Anschließend wird die bestehende Brücke abgebrochen und neu aufge-baut und abschließend der Verkehr der gegenläufigen Fahrt-richtungen über die getrennten Teilbauwerke geführt.

Beide Überbauten sind jeweils mit einem Regelwerk-schnitt RQ 36 gemäß der Richtlinien für die Anlage von Autobahnen (RAA), entsprechend einer Breite von 21,1 m, auszubilden. Die Spurbreite der Fahrstreifen beträgt von innen nach außen 3,50 m – 3,50 m – 3,75 m und im Ab-stand von 50 cm folgt ein 3,75 m breiter Standstreifen zur Sicherstellung eines temporären bauzeitlichen Verkehrs. Die Außenkappen erhalten einen 2,50 m breiten Rad- und Gehweg. Die Innenkappen sind regelhaft gemäß Richt-zeichnungen Kap. 1 einschließlich eines Übersteigschutzes nach Gel. 17 auszubilden.

Die einseitige Regelquerneigung beträgt für beide Rich-tungsfahrbahnen 2,50 %. Die Gradiente der Autobahn über den Rhein steigt von der Mainzer Uferseite bis etwa Mitte Rettbergsaue mit einer Längsneigung von 1,0 % an und fällt nach dem Trassierungshochpunkt mit einer Längsneigung von 1,0 % in Richtung Wiesbadener Uferseite wieder ab. Die Unterkante der bestehenden Brücke ist zur Sicherstellung des Schiff ahrtsprofils einzuhalten. Die Konstruktionsunter-kanten und Bauhöhen der neuen Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein ergeben sich somit aus den Vorgaben zur erfor-derlichen lichten Durchfahrtshöhe unter Einhaltung des Gefährdungsraums für die Schiff ahrt gemäß DIN 1055-9 und den Höhenangaben zur Gradiente der Fahrbahnen.

Im Untergrund der Trassenachse stehen marine Abla-gerungen des Tertiärs, die oberoligozäne Hydrobienschicht




3.4 Wettbewerbsergebnis

Unter der Leitung von Herrn Ministerialrat Joachim Nau-mann trat am 13. Dezember 2007 das Preisgericht zusam-men [20]. Teilnehmer, ihr Wettbewerbsbeitrag und ihr er-zieltes Ergebnis zeigt Tabelle 1, wobei sie bei gleichem Rang auf den Wertungsvorschlag der Vorprüfung zurück-greift.

Drei Arbeiten waren aufgrund der Anordnung eines Pfeilers in den naturschutzrechtlichen Tabuzonen in der Rettbergsaue auszuschließen (vgl. Tabelle 1). Die Wettbe-werbsbeiträge des letzten Rundganges erhielten folgende Beurteilung:

1. Preis: Ingenieurbüro: Grontmij BGS-Ingenieurgesell-schaft, Frankfurt am Main, Architekturbüro: Ferdinand Heide, Frankfurt am Main (Bild 8)Als Deckbrücke zeichnet sich das Bauwerk durch seine einfache Bauweise und die an die Umgebung angepasste Gestaltung aus. Die Zugänglichkeit des Bauwerks und da-mit der künftige Wartungs- und Unterhaltungsaufwand sind voraussichtlich gering. Der Entwurf stellt sowohl in der Unterhaltung als auch in den Herstellkosten die wirt-schaftlichste Lösung dar. In Betrachtung der Umweltver-träglichkeit ist die gewählte Bauweise optimal, da sich durch den fla hen Überbau keine Einschränkungen auf die Avifauna ergeben. Kritisch zu betrachten sind der schwin-gungsanfällige Fußgängersteg sowie die Klärung einiger Details.

2. Preis: Ingenieurbüro: Peter und Lochner, Stuttgart, Ar-chitekturbüro: Asp Architekten, Stuttgart (Bild 9)Die Bauweise als Schrägseilbrücke stellt aus gestalteri-scher Sicht ein markantes Objekt für diese Region dar. Die Verbindung und das Gegenüber beider Hauptstädte werden hier auf interessante Weise dargestellt. Die beiden Flussarme werden durch die unterschiedlich großen Spannweiten deutlich gemacht. Jedoch ist durch die vor-gesehenen Pylone und Schrägseile eine Beeinträchti-gung der Avifauna gegeben. Die im Bauzustand erforder-liche horizontale Abspannung der Flussfelder zu den Ufern erscheint sehr aufwendig. Der Einbau von Druck-riegeln im Endzustand ist noch nicht abschließend geklärt.

durch Anlockung, Blendung, Irritation oder Ablenkung vermieden wird.

– Es sollte ein Bauablauf gewählt werden, der die Eingriff in die bestehenden NATURA 2000-Gebiete und in die Uferbereiche so gering wie möglich hält.

– Abschließend waren die Auflagen der Wasser- und Schiff-fahrtverwaltung zu berücksichtigen:– keine Einschränkungen der vorhandenen lichten

Weite von 200 m im nördlichen Rheinarm (Wiesbade-ner Fahrwasser) durch Strompfeiler

– keine Strompfeiler im Mombacher Arm, später auf Pfeiler westlich der Rettbergsaue beschränkt.

– lichte Durchfahrtshöhe für die Schiff ahrt von 9,10 m über HSW 84,04 m ü. NN im rechten Rheinarm auf 150 m Breite mittig zur Fahrrinnenachse und im linken Rheinarm über der nördlichen Hälfte

– Mindestabstand von 15 m quer zur Fließrichtung zwi-schen neuen, nicht mit den vorhandenen Strompfei-lern flu htenden Strompfeilern

– radargerechte Gestaltung von Brücken über Bundes-wasserstraßen gem. Rundschreiben des Bundesminis-ters für Verkehr vom 14. 2. 1994.

3.3 Wertungskriterien

Die Kriterien zur Beurteilung der Wettbewerbsbeiträge wurden sorgsam im Zusammenspiel von Bundesministeriumfür Verkehr, Bau und Stadtentwicklung und seiner Auf-tragsverwaltung Hessen Mobil ausgewählt. Sie reflektiere den Wunsch des Bauherrn, nach dem „au point“ errichte-ten Ingenieurmeisterwerk, eine nachhaltige Rheinquerung mit gezielten Tragwerksreserven bei geringen Lebenszyk-luskosten und hoher Verkehrsqualität zu bekommen. Daraus entwickelt sich folgende Wertungsmatrix:– Standsicherheit und Robustheit (20 %)– Realisierbarkeit der Konstruktion/Bauverfahren (10 %)– Dauerhaftigkeit und Gebrauchsfähigkeit/Nachhaltigkeit

(10 %)– Wirtschaftlichkeit (15 %)– Unterhaltung und Prüfbarkeit (10 %)– Umweltverträglichkeit (20 %)– Gestaltung und Einbindung in das städtische Umfeld

(10 %)– Innovation (5 %).

Bild 8. Wettbewerbsbeitrag Grontmij BGS-Ingenieurgesellschaft mit Ferdinand Heide, Frankfurt am MainFig. 8. Competition entry of Grontmij consulting engineers in colloboration with Ferdinand Heide, architect




Rang Wettbewerbsteilnehmer Anzahl Felder

Anzahl Teilbau-werke

Stützweiten [m] Haupttrag-werk

Querschnitt Hauptragwerk Bauhöhe Haupttrag-werk [m]

0 Ausschreibung, Entwurf II, als Nullvariante 01, 1958 Ingenieurbüro Leonhardt und Andrä in Zusammenarbeit mit Luis Wintergerst, Stuttgart

(15) 14 (3) 2 (Rahmen unbekannter Spannweite mit zwi-schenliegendem Straßendamm)55,0 – 60,0 – 70,0 – 85,0 – 205,0 – 85,0 – 70,070,0 – 70,0 – 70,0 – 170,0 – 70,0 – 52,2 – 46,4 = 1178,6 (1220,0)

gevouteter Balken

Plattenbalken mit Stahlhohlkasten-stegen in den Stromöffnungen auf120 m bzw. 145 m Länge ortho-trope Fahrbahn sonst längs- und quer vorgespannter Stahlbetonfahr-bahn

7,60 – 4,20

0 Vorhandenes Bauwerk als Nullvariante 02, 1959Hellmut Homberg, Ingenieur-büro Homberg, HagenReinhard Fritz Weitz, Hein, Lehmann AG, Düsseldorf

17 (6) 5 (32,88 – 32,88 – 32,88)55,0 – 60,0 – 70,085,0 – 205,0 – 85,070,0 – 70,0 – 70,070,0 – 170,0 – 70,052,2 – 46,4= 1183,0 (1281,63)

gevouteter Balken

offener Kontiumumsquers hnitt mit orthotroper Fahrbahnplatte und lastverteilendem Kreuzwerk

7,65–4,58

1 Ingenieurbüro: Grontmij BGS-Ingenieurgesellschaft, Frankfurt am MainArchitekturbüro: Ferdinand Heide, Frankfurt am Main

14 2 (22,5) 52,0 – 60,0 – 60,0 – 70,0 – 102,5 – 205,0 – 102,590,0 – 102,5 – 205,0 – 102,5 – 55,0 – 50,0= 1285,0

gevouteter Balken

einzelliger HohlkastenS 355/S 460Haupttrom- und Nebenöffnungorthotrope Fahrbahnplatte Flutbereiche Stahlbetonfahrbahn C 35/45Wechsel auf Stahlverbundplatten-balken mit Hohlkastenstegen in Flutbereichen

8,00 – 3,503,00 (Flut-bereich)

2 Ingenieurbüro: Peter und Lochner, StuttgartArchitekturbüro: Asp Architekten, Stuttgart

15 3 49,5 – 60,0 – 60,0 – 256,0 – 60,0 – 60,060,0 – 64,0 – 328,0 – 68,0 – 68,0 64,034,2 - 34,2 34,2 = 1280,1

Schrägseil-Mittelträ-gerbrücke räumliche nach au-ßen lau-fende Tragseile

einzelliger Hohlkasten mit abge-strebten KragarmenStromfeldern in Stahl S 355Flutbereiche in Spannbeton C 35/45 über den Stützen C 70/85

3,20

3 Ingenieurbüro: Krebs und Kiefer, DarmstadtArchitekturbüro: K+R Plan – Krug und Schnorr, Darmstadt

10 1 168,6 – 240,0 – 165,0 – 130 – 205,0 – 130,0 – 77,0 – 63,0 55,0 48,0 = 1277,0

Zügelgurt-brücke

hybrider, einzelliger Hohlkasten in Spannbeton C 70/85 und Stahlver-bund S 355/C35/45

8,50 – 2,00

4 Ingenieurbüro: Ingenieurbüro Binnewies, HamburgArchitekturbüro: Prof. Winking, Hamburg

15 3 45,8 – 45,8 – 45,8 112,2 – 151,33 – 151,33 – 151,33 – 205,0 – 112,3 43,47 – 43,47 – 43,47 – 43,47 – 43,47 – 43,47= 1281,61

gevouteter Fachwerk-balken

offenes S ahlverbund-Strebenfach-werk mit weitgestellten Hauptträ-gern aus S 355 I-Profilen und S460LP-Untergurtengekoppelte Stahlbetondruckgurte über den Stützen C 50/60

9,00 – 5,00

5 Ingenieurbüro: Schlaich, Ber-germann und Partner, Stuttgart Architekturbüro: H. Gries Architekt, Stuttgart

14 2 68,0 – 68,0 – 68,0 – 68,0 – 100,0 – 205,0 100,0 – 55,055,0 – 100,0 205,0 100,0 40,0 50,0 = 1282,0

Zügelgurt-brücke

gevouteter Stahlbeton-Stahlver-bund-Trägerrost in S 355 und C 35/45 mit offenen Profilen und Btondruckriegel in Höhe Pylon

4,30 – 3,00

6 Ingenieurbüro: Schüßlerplan, Frankfurt am MainArchitekturbüro: Peter Kulka, Köln

18 4 4 × 46,556,25 – 168,75 – 56,25 – 50,7550,75 – 50,75 – 62,50 – 250,0 – 62,5 – 50,754 × 46,5= 1282,0

Schrägseil-brücke mit außenlie-genden Tragseilen

Stahlverbundplattenbalken mit Hohlkastenstegen in S 355 / C 35/45 Spannbetonplattenbalken in C 40/50 mit Hohlkastenstegen zur Rückhängung

4,00

7 Ingenieurbüro: Grbv, HannoverArchitekturbüro: Dissing +Witling Architekturfirma a/sKopenhavn/DK

14 2 76,5 – 70,0 – 70,0 – 70,0 – 240,0 – 70,0 – 70,070,0 – 70,0 – 240,0 – 70,0 – 70,0 – 51,0 – 51,0 = 1288,5

Zügelgurt-brücke

Stahlverbundträgerrost aus ge-schweißten, außenliegenden, ein-zelligen Hohlkästen S 355 C k.A.

3,50

8*) Ingenieurbüro: BUNG, HeidelbergArchitekturbüro:AS&P Albert Speer & Partner, Frankfurt am Main

19 3 59,0 – 70,0 – 70,0 – 70,0 – 85,0 – 85,0 – 70,0 – 52,2 – 46,496,0 – 205,0 – 96,034,43 – 36,88 – 39,0 – 43,0 – 43,0 – 43,0 – 39,27= 1284,2

gevouteter Fachwerk-balken

Stahlverbundfachwerkröhre in S 460/S 355 mit C 35/45 teilweise Fahrwerkhohlprofile mit C 90/105gefüllt

11,50 – 6,68

8*) Ingenieurbüro: Leonhardt, Andrä und Partner, StuttgartArchitekturbüro: Jean-Jacques Zimmermann

14 1 32,03 – 46,0 – 55,0 – 60,0 – 60,0 – 120,0 – 205,0 – 120,0 – 60,0 – 60,0 – 110,0 – 185,0 110,0 – 58,60= 1281,63

gevouteter Balken

Stahlbetonverbundplattenbalken mit Hohlkastenstegen bei geschlos-senem Stahlobergurt S 355 mit C 30/37Doppelverbund in den Stromfel-dern in C 50/60 Fertigteilfahrbahn

8,10 – 2,00

9*) Ingenieurbüro: Vössing, DüsseldorfArchitekturbüro: Greisch Ingenieure S.A. Lüttich +Schröder Ass., Luxemburg

12 3 48,0 – 55,0 65,0 – 80,0 – 80,0 – 290,0 – 108,33108.34 – 108,33 – 170,0 – 103,0 – 66,0= 1282,0

Schrägseil-Mittelträ-gerbrücke

Stahlhohlkasten pro Fahrtrichtung über Fachwerkverbände gekoppelt bereichsweise mit orthotroper (S 335) und Stahlbetonfahrbahn (C 30/37) am Pylonpfeiler über Streben abgestützt

4,00

Tabelle 1. Neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein, Wettbewerbsteilnehmer und WettbewerbsergebnisTable 1. Competitor and results of New Rhine Bridge Wiesbaden-Schierstein competition

*) Wertungsausschluss aufgrund Anordnung einer Pfeilerstellung westlich der Rettbergsaue




Pylon Schrägseil Zügelgurt

Tragwerk Flutbrücken

Querschnitt Flutbrücken

Bauhöhe Flutbrücken [m]

Gründung Anzahl Festpunkte in Längsrichtung

Lager max. Dehnweg öko [mm]

– – – – – Caissongründung der StrompfeilerBrunnengründung der Flutpfeiler beide 7 m–8 m unter Rheinsohle

2 Festlager nicht näher benanntRollen- oder Pendellager

220

– – Balken offener Kontinuumsquerschnitt mit vorgespannter Stahlbetonfahrbahn und lastverteilen-dem Kreuzwerk

4,58 Caissongründung der Strompfeiler, Flachgrün-dungen mit Bodenvedich-tung teilweise mit Rüttel-druckverfahren

2 RollenlagerNadellagerNeotopflage

400

– – Am Widerla-ger Wiesba-den kurzer Endrahmen (22,5 m)

vorgespannteFt-Träger

1,50 Wiederverwendung der Caissongründung, an-sonsten Flachgründungenggf. Bodenaustausch

2 KalottenlagerSonderlager für bis zu 50 MN

600

mittig, schräggestelltStahlbeton C 45/55HohlkastenDoppelpylon (Seite Mainz)biegesteif mit Pfahlgründung verbunden

ParallellitzeSeilabstand 52 m bzw. 44 mDurchmesser 150 mm

Platte Spannbetonmassiv-platte(Spannweiten 3 × 34,2 m)in C 35/45

1,30 Großbohrpfähle bzw. Ortbetonrammpfähle

2 (Pylone) längsbweg-liche Kalotten-lager

570

außenliegendStahlbetonRechteck, massiv

Stahlhohlkasten in S 355

– – – Wiederverwendung der Caissongründung, an-sonsten Flachgrünungen

1 Kalottenlager 840

– – Balken Stahlverbund-plattenbalken mit Querträger a = 5,0 mS 355/S 460 und C 50/60

2,50 CaissongründungAnsonsten Flachgründung ggf. durch Kleinbohr-pfähle verstärkt

3 Vorlandbrücke Punktkipp-lagerFachwerklängsweiche Stahlstützen S 460

400

außenliegend, Stahlbeton in C 55/67

Stahlzugglied aus Blech mit aufge-schweißten Lamel-len S 335 („Segel“)

– – – Wiederverwendung der bestehenden GründungTiegründung mit Groß-bohrpfählen

2 Kalottenlager k. A.

außenliegend Stahl-beton in C 40/50H-Querschnitt

vollverschlossenSeilabstand 56,25 mDurchmesser 130 mm

Balken Spannbetonplatten-balken in C 40/50

2,10 Flachgründung 4 (Flutbrücken semiintegral Festpunkt Brückenmitte)

Kalottenlager(Flutbrücken semiintegral)

k. A.

Stahlk. A.

Stahlhohlkasten in S 355Zugverankerung in den Nebenspann-weiten erf.

– – – Flachgründung k. A. Topflage 400

– – Balken Stahlverbundplat-tenbalken in S 460/S 355 mit C 35/45 biegesteif mit zweizelliger Stahlhohlkasten verbundenSpannbeton-Plat-tenbalken

3,801,60 – 2,10

Tiefgründung mit Groß-bohrpfählen

4 Kalotten- und Topflage

900

– – – – – StahlverbundstützenFlachgründung auf Boden-verbesserung

1 Kalottenlager k. A.

mittig biegesteif im Strompfeiler ange-schlossener Stahl-betonhohlquer-schnitt rheinab-wärts seitlich durch Stahlrohrstrebe S 355 gehalten

ParallellitzeSeilabstand 40 mDurchmesser 150 mm

Balkeneinhüftiger Rahmen mit Schrägstiel

Plattenbalken mit Stahlhohlkastenste-gen bereichsweise mit orthotroper (S 335) und Stahl-betonfahrbahn (C 30/37)

4,00 Flachgründung am Pylon und Stahlschräg-stütze im Main-zer Vorlandbe-reich

Elastomer-Topflage

700




3.5 Wertung aus Sicht des Bauherrn

Der Realisierungswettbewerb nach GRW aus 2007 bestätigt den Ausschreibungswettbewerb aus dem Jahre 1959. Beim Bauherrn und seiner Auftragsverwaltung wuchs die Er-kenntnis, dass die zurückhaltende Architektur des Leon-hardt-Hombergschen Brückenzuges zeitlos modern und nur schwer zu übertreffen ist. Mit modernem technischen Kennt-nisstand unterfüttert, entspricht der Leonhardtsche Aus-schreibungsentwurf I nahezu dem Siegerentwurf aus 2007. Der Entwurf II darf als geradezu visionär genannt werden.

Dagegen lösen Entwürfe von Schrägseilbrücken, zu denen bereits 1959 aufgefordert wurde, die Planungsaufgabe mit ihren stark wechselnden Stützweiten nicht. Das Abrü-cken der Fahrbahn auf Mainzer Seite erfordert für den Bau erhebliche Hilfsmaßnahmen, wie z. B. Hilfsabspannungen (Peter & Lochner) oder Stabilisierungsstreben (Vössing) und führt zu ungünstigen Beanspruchung der Tragkon-struktion. Alle drei Wettbewerber mit Schrägseilbrücken konnten keine schlüssige Lösung erarbeiten.

Folgerichtig boten drei Wettbewerber Zügelgurtbrücken an, die dem städtischen Umfeld durchaus gerecht würden, aber bei Dauerhaftigkeit und Unterhaltung Defizite zeigen. Einer der Entwürfe wirkte leicht und transparent und ent-hält eine Anzahl von Innovationsvorschlägen. Hier wäre eine vertiefende Ausarbeitung wünschenswert gewesen.

Der Siegerentwurf verzichtet auf architektonische Gimmicks. Er punktet durch eine saubere ingenieurmäßige Durcharbeitung, insbesondere bei Konstruktion, Bauverfah-ren, Dauerhaftigkeit und Gebrauchsfähigkeit sowie der Unterhaltung. Er investiert in das direkt befahrene Bauteil und setzt das Weitzsche Diktum des fertigungsgerechten Kon struierens um. Der Siegerentwurf hebt sich von den anderen Arbeiten deutlich ab.

4. Der ausschreibungsfähige Bauwerksentwurf nach RAB-ING [21]

4.1 Längs- und Querschnittsgestaltung Überbau

Die Streckentrassierung der Schiersteiner Rheinbrücke ver-läuft für beide Überbauten in der Geraden (Bild 12). Der Achsabstand der beiden Überbauten in Achse O am Wider-lager Wiesbaden beträgt etwa 18,90 m und der lichte Brü-

3. Preis: Ingenieurbüro: Krebs und Kiefer, Darmstadt, Ar-chitekturbüro: K+R Plan – Krug und Schnorr, Darmstadt (Bild 10)Die gevoutete Balkenbrücke mit fla hen Zügelgurtabspan-nungen stellt eine standsichere Konstruktion dar und hält die Einflüsse auf die Umwelt gering. Unmotiviert erscheint die Anordnung der Zügelgurte statt über dem größeren Rheinarm über den kleineren Rheinarm in dem eher natür-lichen Umfeld, die Begründung mit der Ländergrenze mu-tet eher willkürlich an. Die grüne Farbgestaltung der Stahl-teile wird sowohl für die Einpassung in die vorhandene Umgebung als auch bezüglich der Unterhaltung als proble-matisch angesehen. Die Zugänglichkeit zu den äußeren Lagern ist nicht gewährleistet, die hohe Anzahl der Kop-pelstellen ist ungünstig.

4. Rang: Ingenieurbüro: Ingenieurbüro Binnewies, Hamburg, Architekturbüro: Prof. Winking, Hamburg (Bild 11)Die Deckbrücke ist als Fachwerk ausgebildet und macht die Brücke optisch leicht und transparent. Die offene Doppel-T Profile stellen in der Unterhaltung des Bauwerks (Korrosionsschutz, Vogelnistplätze etc.) einen erheblichen Aufwand dar. Die Ausbildung des zusätzlichen Untergurtes aus Beton zur Aufnahme der Druckkräfte ist nicht eindeu-tig geklärt. Die Vollstöße Untergurt/Obergurt erscheinen konstruktiv problematisch. Als negatives Element wird auch die Pfeilerstellung mittig im Rheinarm betrachtet.

Bild 10. Wettbewerbsbeitrag Krebs und Kiefer mit K+R Plan – Krug und Schnorr, DarmstadtFig. 10. Competition entry of Krebs and Kiefer consulting engineers in colloboration with K+R Plan – Krug and Schnur, architects

Bild 11. Wettbewerbsbeitrag Binnewies mit Prof. Winking, HamburgFig. 11. Competition entry of Binnewies consulting engi-neers in colloboration with Prof. Winking, architect

Bild 9. Wettbewerbsbeitrag Peter und Lochner mit Asp Architekten, StuttgartFig. 9. Competition entry of Peter and Lochner consulting engineers in colloboration with Asp architects




ckenabstand zwischen den Kappen etwa 2,60 m. Bedingt durch die erforderliche Anbindung der Überbauten an die Vorlandbauwerke in Rheinland-Pfalz, Anschlussstelle Mom-bach, und eines sich dadurch ergebenden Zwangspunktes aus der Verkehrsführung, sind die Achsen der Überbauten im Grundriss mit einem Winkel von etwa 0,7 gon gespreizt. Dadurch vergrößert sich im Anschlussbereich an die Vor-landbauwerke auf Rheinland-Pfälzer Seite der Abstand der beiden Achsen auf etwa 33,0 m und der lichte Abstand auf ca. 16,70 m.

Die Überbauten der Brücke bestehen jeweils aus zwei hintereinander liegenden Durchlaufträgern mit Stützweiten von 50 m – 55 m – 102,5 m – 205 m – 102,5 m – 89 m und 102,5 m – 205 m – 102,5 m – 70 m – 60 m – 60 m – 47 m bzw. 52 m sowie einem anschließenden Rahmen mit ca. 29,9 m Stützweite. Die Gesamtlänge der Überbauten beträgt 1285,85 m (für die Brücke Unterstrom) bzw. 1280,92 m (für die Brücke Oberstrom).

Die beiden Durchlaufträger ruhen in Achse G auf einem gemeinsamen Trennpfeiler und werden mit einer Übergangs-konstruktion verbunden. Die Festpunkte in Längsrichtung werden für die südlichen Durchlaufträger jeweils in Achse E und für die nördlichen Träger in Achse I angeordnet. Weitere Dehnfugen für den Stahl- und Stahlverbundüber-bau werden dadurch nur noch in den Achsen A und N bzw. N´ benötigt.

Die Querschnittsgestaltung der Deckbrücke gliedert sich im Wesentlichen in zwei Materialkonzepte, die entspre-chend ihrer Tragwirkung unter Berücksichtigung von stati-schen, wirtschaftlichen und architektonischen Gesichtspunk-ten in den entsprechenden Feldbereichen vorgesehen sind:

Zum einen sind es Stahlverbundquerschnitte mit Stahl-betonfahrbahnplatten von Achse A bis C, F bis G und J bis N. Zum anderen sind die großen Hauptöffnungen im Strom-bereich als Stahlquerschnitte mit orthotroper Fahrbahn-platte von Achse C bis F und Achse G–J konzipiert.

Für die Lagerung der Überbauten werden wegen der hohen Lasten und Lagerverdrehungen ausschließlich Ka-lottenlager bzw. Kalottengleitlager nach DIN EN 1337 [22] eingebaut.

Im Bereich über der Rheingaustraße, von Achse N bis O, sind Rahmen aus vorgespannten Halbfertigteilen mit Ortbetonergänzung vorgesehen. In den Achsen C, F und J wechselt die Überbauausbildung des Querschnitts von ei-ner reinen Stahlkonstruktion (Bild 13) zu einem Verbund-querschnitt (Bild 14) mit Betonfahrbahnplatte. In den Ach-sen C und J wird dabei zusätzlich ein Übergang von einem 2-zelligen Verbund-Hohlkastenquerschnitt in einen 1-zelli-gen Stahlhohlkasten vorgesehen. Alle Materialübergänge werden als biegesteife Anschlüsse ausgebildet.

Für die beiden Hauptöffnungen mit jeweils 205 m Spannweite und die beidseitig angrenzenden Nebenöff-nungen mit 102,5 m Spannweite sind einzellige Stahlhohl-kästen mit orthotroper Fahrbahnplatte vorgesehen. Mit einer Konstruktionshöhe von 4,8 m in Feldmitte der Hauptöffnungen ist ein sehr schlanker Überbau gelungen (l/43). Dennoch ist an diesen Stellen die Durchbiegung auf l/375 = 54 cm begrenzt. Die Querschnittshöhe verändert sich parabelförmig, so dass über den Pfeilern eine Vouten-höhe von 8,3 m entsteht. Die Stegbleche haben über den gesamten Brückenbereich eine konstante Schrägneigung.

Die Stahlquerschnitte der Überbauten werden aus Bau-stahl der Güte S 355 J2+N bzw. S 355 K2+N (65 mm < t ≤ 80 mm) hergestellt. Die für den Baustahl geforderten Zug-werte (Streckgrenze, Zugfestigkeit) sind in Walzlängs- und Querrichtung zu erfüllen und nachzuweisen.

Bei der chemischen Zusammensetzung des Baustahls – Schmelzenanalyse – ist neben den geforderten 14 Elemen-ten nach DIN 18 800-1 [23] zusätzlich auch der Massenan-teil Bor in % anzugeben. Der Grenzwert von B ≤ 0,0008 ist einzuhalten und nachzuweisen. Für die Massenanteile Schwefel und Phosphor in % sind, abweichend von der Norm, folgende strengere Grenzwerte einzuhalten und nachzuweisen: S ≤ 0,005 und P ≤ 0,015.

4.2 Besonderheiten der orthotropen Fahrbahn

Der Forderung nach einer besonders robusten Konstruk-tion für die Ganzstahlbauwerke wurde im Entwurf dadurch Rechnung getragen, dass das Fahrbahndeck – die orthotrope

Bild 12. Bauwerksentwurf Neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein Grundriss und Längsschnitt FR Mainz [20]Fig. 12. Plan view and longitudinal section of the New Rhine Bridge Wiesbaden-Schierstein




Platte – (direkt unter dem „fahrenden Rad“) eine hohe Steifigkeit und damit Dauerhaftigkeit erhält.

Der Regelabstand der Querträger zur Aussteifung des Querschnitts ist deshalb auf 3,5 m, und die Querträger-höhe ist auf 1,0 m festgelegt. Als Beulaussteifung werden Trapezhohlsteifen mit einer Bauhöhe von 400 mm ge-wählt. Das relativ geringe Mehrgewicht von < 5 % im Ver-gleich zur gesamten Stahlmasse rechtfertigt diese Maß-nahme.

4.3 Biegesteife Übergänge

Die Verbundbrücken wurden mit Ausnahme der Dilatations-stelle in Achse G biegesteif mit den 3-feldrigen Stahlbrücken gekoppelt, um die Anzahl der Fugen im Bauwerk und damit den Wartungsaufwand zu minimieren. Durch die Koppelung der Verbundbrücken mit den Stahlbrücken werden außer-dem die abhebenden Auflagerkräfte in den kurzen Endfel-dern der Stahlbrücken reduziert.

Bild 14. Bauwerksentwurf Neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein, Stahlverbund-Regelquerschnitt mit V-Stützen [20]Fig. 14. Composite cross section of the composite superstructure

Bild 13. Bauwerksentwurf Neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein, Stahl-Regelquerschnitte des Feldes und über den Stützen [20]Fig. 13. Cross section at midspan and piers of the steel superstructure




Für den biegesteifen Anschluss vom Stahl- zum Ver-bundüberbau wurde ein Detail entwickelt (Bild 15), das die Kräfte im Stahlbetonquerschnitt über Kopfbolzendübel und eine entsprechende Bewehrungsführung in das darun-ter liegende Stahlblech überträgt. Das durch den Versatz der Deckbleche entstehende Biegemoment wird mit Hilfe eines quer zur Fahrbahn verlaufenden Hohlkastens aufge-nommen und in die Stege der Hauptträger weitergeleitet.

Der quer verlaufende Hohlkasten dient beim Übergang vom zwei- zum einzelligen Hohlkastenquerschnitt außer-dem dazu, die Querkräfte aus den inneren Hohlkastenstegen des zweizelligen Querschnitts in die äußeren Stege abzutra-gen. In den Bereichen der Koppelstellen ist die Verbund-platte mit einer Dicke von 50 cm – durchgängig und ohne Anvoutung in Querrichtung – vorgesehen. Bei der Brücke Oberstrom wird die Verbundplatte in diesen Bereichen, in-folge des angehängten Geh- und Radweges, mit einer kon-stanten Dicke von 70 cm ausgeführt. Dadurch wird abhe-benden Lagerkräften an diesen Stellen entgegengewirkt.

4.4 Trennpfeiler zur Vermeidung von Überbaukopplungen

In Achse G sind getrennte Auflager für die Stahl- und die Verbundbrücke vorgesehen, d. h. die Verbundbrücke über die Rettbergsaue und die Stahlbrücke über dem Rhein ha-ben hier ein Endauflager mit jeweils zwei Lagern je Teil-bauwerk und eine Übergangskonstruktion.

Zur Vermeidung abhebender Lagerkräfte, die in Achse G aus dem Stützweitenverhältnis und unter bestimmten Belastungssituationen entstehen, wird beginnend bei Achse G auf einer Länge von 22 m in Richtung Achse H im Stahlquerschnitt ein Ballastbeton eingebaut. Der hier-für erforderliche Betonkörper ist quer zur Brückenachse abgestuft und wird mit Dicken von ca. 0,90 m bzw. 1,50 m ausgeführt. Es ist ein Gesamtgewicht von ca. 8000 kN je Überbau einzubauen.

4.5 Angehängter Geh- und Radweg

Ein wichtiger Bestandteil des Entwurfs ist der an den Über-bau in Achse 1 mit Hilfe eines Zugstabsystems angehängte Geh- und Radweg, der den Zugang zur Rettbergsaue über eine Stahlbetonrampe ermöglicht und in den Achsen H und I über den Bestandspfeilern Aussichtsbalkone erhält.

Diese Geh- und Radwegbrücke, mit Anbindung an die vorhandenen Wege, verbindet die Vorlandbereiche beider Rheinseiten mit der Rettbergsaue durch eine stufenfreie Konstruktion mit einer Längsneigung von max. 5,1 %. Der Überbau besteht aus einem fla hen Stahlhohlkasten, wel-cher im Abstand von max. 17,50 m mit Zugstäben am ober-stromigen Kragarm der Überbauten in Achse 1 abgehängt ist. Horizontal wird der Hohlkasten in regelmäßigen Ab-ständen am Hohlkasten der Hauptbrücke abgestützt, um das Schwingverhalten der leichten Stahlkonstruktion zu verbessern.

In den Aufgangsbereichen beschränken sich die hori-zontalen Abstützungen auf die Pfeilerstandorte. Zur Absi-cherung der Standsicherheit wurden auch Schwingungsbe-rechnungen durchgeführt.

4.6 Ergebnisse der statischen Voruntersuchungen und Besonderheiten bei der Berechnung

Zur Ermittlung der erforderlichen Massen für die Ausschrei-bung wurde eine statische Berechnung und Bemessung mit dem Programmsystem Sofistik durchgeführt. Die Hohlkästen der 3-feldrigen Stahlüberbauten wurden in Längsrichtung als 3-Stabsystem abgebildet. Mit den beiden äußeren Stäben wird die Biegesteifigkeit des Querschnitts modelliert, wäh-rend mit dem innenliegende Stab die Torsionssteifigkeit be-rücksichtigt wird. Die Längssysteme sind an allen Querrah-men über Koppelstäbe in Querrichtung untereinander ver-bunden.

Zur Berücksichtigung der Blechdickenabstufungen, der veränderlichen Querschnittshöhen (Vouten) und der mittra-genden Breiten war eine feine Abstufung der Querschnitte in Längsrichtung erforderlich. Durch Parametrisierung der Querschnittsform konnte der Verlauf der Blechdicken auf einfache Weise verändert werden.

Bei der Bemessung wurde bereits das modifizierte Last-modell 1 (LMM) [24], wie es jetzt im nationalen Anhang der DIN EN 1991-2 [25] zu finden ist, zugrundegelegt, obwohl

Bild 15. Bauwerksentwurf Neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein, Biegesteifer Übergang Stahl-Stahlverbund [20]Fig. 15. Rigid connection of the steel and composite super-structure




mit Lkw- bzw. Schiffstransporten zur Baustelle geliefert. Es sind größtmögliche Bauteile anzuliefern. Dadurch können die Schweißarbeiten auf der Baustelle reduziert und deren Qualität verbessert werden. Für den möglichen Schiff trans-port sind auf den Seiten „Mombach“ und „Schierstein“ Anlegestellen vorgesehen. Die Anlieferung der Bauteile auf die Rettbergsaue erfolgt mit Schiffstransporten. Auch dafür ist eine Anlegestelle vorgesehen.

Die Baustelleneinrichtungsflä hen, Baustraßen und Kranstandplätze wurden unter Berücksichtigung der Be-lange des Landschafts- und Naturschutzes angeordnet.

Die auf dem Vormontageplatz der Seite „Mombach“ verschweißten Bauteile werden beginnend von Trennpfei-ler Achse A in Richtung Achse D mit Kränen auf die Hilfs-stützen gehoben und verschweißt. In Pfeiler Achse D wer-den die Bauteile auf einer Montageplattform abgelegt und im Freivorbau in beide Richtungen montiert und ver-schweißt. Auf der Seite Schierstein wird in gleicher Weise von Achse N in Richtung Achse I gebaut. Auch auf der Rett-bergsaue werden die Bauteile mittels Hubmontage einge-baut und anschließend verschweißt.

Aufgrund der besonderen Lage des prioritären FFH-Gebietes Rettbergsaue, muss das Mittelteil „Mombacher Arm“ auf dem bereits zusammengebauten Stahlüberbau im Bereich der Achsen E-F, fertiggestellt werden. Dieses Mittelteil wird anschließend auf ein aufgerüstetes Ponton verschoben, eingeschwommen und in Einbaulage abge-senkt.

Das längere Mittelteil der Hauptöffnung im Biebricher Fahrwasser kann auf dem Vormontageplatz komplett zu-sammengebaut werden. Danach wird dieses Teil auf zwei Pontons verschoben und zur Einbaustelle gebracht. Das Einheben erfolgt mit Litzenhebern.

Nach Abschluss der Schweißarbeiten werden die Ver-bundplatten unter Zuhilfenahme von Betonierstützen und Schalwagen betoniert.

Der Brückenbau in Achse 2 (Unterstrom) muss, wegen der großen Schäden im Bereich der orthotropen Fahrbahn-platte des Bestandsbauwerkes, Ende Juni 2016 dem Verkehr

zum Zeitpunkt der Aufstellung des Entwurfes noch der DIN-Fachbericht 101 mit dem Lastmodell 1 gültig war. Dies führte zu einer Erhöhung der erforderlichen Stahlmassen. In mehreren Iterationsschritten wurde die Materialvertei-lung so angepasst, dass sich eine gute Ausnutzung des Ma-terials ergab. Die Ermüdungsnachweise wurden für den Entwurf vereinfacht untersucht, indem die Spannungsspiele aus dem Ermüdungslastmodell 3 ermittelt und dem zuläs-sigen Spannungsspiel für einen ungünstig angenommenen Kerbfall gegenübergestellt wurden.

Bei den Verbundbrücken mit ihren 2-zelligen Hohl-kastenquerschnitten wurde jeder Hohlkasten als 3-Stabsys-tem abgebildet. Zusätzlich zur Koppelung an den Querrah-men wurden die Längsstabsysteme in kurzen Abständen durch Hilfsstäbe gekoppelt, um die Biegesteifigkeit der Be-tonplatte zu berücksichtigen.

Die Nachweise der Querschnitte wurden mit dem Ge-samtquerschnittsverfahren geführt. Mit dem Programmsys-tem Sofistik können für einen Querschnitt verschiedene Bauabschnittsquerschnitte definiert werden, so dass die Zu-stände reiner Stahlquerschnitt und Verbundquerschnitte mit zeitabhängigem E-Modul für den Beton an einem Quer-schnitt definiert und die Spannungen aus den Teilzuständen mit dem Programm überlagert werden können. Damit war es möglich, die Nachweise für das Längssystem der Verbund-brücken inklusive der Bau- und Betonierphasen durchgän-gig mit dem Programm zu führen.

Die anschließende Massenermittlung ergab für die Stahlüberbauten in den Achsen C-F und G-J ein Gesamtge-wicht von ca. 27000 t. Das Konstruktionsstahlgewicht für die Verbundüberbauten in den Achsen A-C, F-G und J-N be-trägt 6040 t. Die Stahlkonstruktion für den Geh- und Rad-weg hat ein Gewicht von 1750 t zuzüglich 11 t für die Hän-ger.

4.7 Montageablauf und Montageverfahren

Die Stahlquerschnitte der Überbauten werden im Werk in Einzelabschnitten vorgefertigt und nach dem Konservieren

Bild 16. Bauwerksentwurf Neue Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein, Montage [20]Fig. 16. Erection schedule




[10] Hessische Straßen- und Verkehrsverwaltung: Rheinbrücke Schierstein – Bauwerksentwurf der Instandsetzung der Krag-arme im Bereich der Stahlbrücken, Lager, Geländer, Beulstei-fen und Zierwinkel. Wiesbaden, 24. Aug. 1998.

[11] Kretz, R.: Stellungnahme S 01/06 BAB 643 – Rheinbrücke Schierstein; Fragen zur Restnutzungsdauer. Darmstadt: Bau-stoff- und Bodenprüfstelle, 2006

[12] Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Mannheim GmbH: Untersuchung von Probestücken, entnommen aus dem Objekt „Schiersteiner Brücke“, Bericht Nr. 2.5959.1. Mannheim, 2004.

[13] Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Mannheim GmbH: Untersuchung von Probestücken mit gebrochenen Schweißnähten, entnommen aus dem Objekt „Schiersteiner Brücke“, Bericht Nr. 2.5959.2. Mannheim, 2004.

[14] DASt 014 – Empfehlungen zum Vermeiden von Terrassen-brüchen in geschweißten Konstruktionen aus Stahl. Köln: Stahlbau-Verlags-GmbH, 1981.

[15] Behnisch, H., Aichele, G.: Die Schweißtechnik im Wandel der Zeiten. Düsseldorf: DVS, 2006.

[16] DIN-Fachbericht 103 Stahlbauten. Berlin: Beuth 2003.[17] Sedlacek, G., Paschen, M.: Zusammenfassende Gutachten –

Schlussfolgerungen aus gutachterlichen Untersuchungen zum Zustand der orthotropen Fahrbahnplatte der Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein und zum Vorschlag für eine Grundin-standsetzung, 2006.

[18] Bundesministerium für Verkehr, Bau und Wohnungswesen; Amt für Straßen- und Verkehrswesen Wiesbaden: Realisierungs-wettbewerb Erneuerung der Schiersteiner Rheinbrücke – Aus-lobungsunterlagen. Wiesbaden, 02.08.2007.

[19] DIN-Fachbericht 101 Einwirkungen. Berlin: Beuth, 2003.[20] Bundesministerium für Verkehr, Bau und Wohnungswesen;

Amt für Straßen- und Verkehrswesen Wiesbaden: Realisierungs-wettbewerb Erneuerung der Schiersteiner Rheinbrücke – Nie-derschrift der Preisgerichtssitzung. Wiesbaden, 13.12.2007.

[21] AG Grontmij GmbH/Ferdinand Heide Architekt: Bauwerks-entwurf der Neuen Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein, ge-nehmigt und gleichgestellt durch Hessen Mobil, 20-04-2012.

[22] DIN EN 1337-7: Lager im Bauwesen – Teil 7: Kalotten- und Zylinderlager mit PTFE. Berlin: Beuth, 2004–08.

[23] DIN 18800-1: Stahlbauten – Teil 1: Bemessung und Kons-truktion,. Berlin: Beuth, 2008-11.

[24] DIN EN 1991-2: Eurocode 1: Einwirkungen auf Trag-werke – Teil 2: Verkehrslasten auf Brücken; Deutsche Fassung EN 1991-2: 2003 + AC: 2010. Berlin: Beuth, 2010–12.

[25] DIN EN 1991-2/NA: Nationaler Anhang – National festge-legte Parameter – Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke – Teil 2: Verkehrslasten auf Brücken. Berlin: Beuth, 2012–08.

[26] Bundesanstalt für Straßenwesen: Publikationen/Regelwerke zum Download/Brücken- und Ingenieurbau. Bergisch-Glad-bach: http://www.bast.de/cln_031/nn_42642/DE/Publikatio-nen/Regelwerke/Regelwerke-node.html?__nnn=true, letzter Zugriff am 09.12.201

[27] Hessen mobil: Downloads und Formulare/Ingenieurbau Handbuch Hessen Mobil – Teil 2.4 – Planung Ingenieurbau-werke. Wiesbaden: http://www.mobil.hessen.de/irj/HSVV_Internet?rid=HMWVL_15/HSVV_Internet/sub/d94/d945dc9d-a4ef-7317-9cda-a2b417c0cf46,,22222222-2222-2222-2222- 222222222222.htm, letzter Zugriff am 09.12.201

Autoren dieses Beitrages:Dipl.-Ing. Eberhard Pelke, Hessen Mobil – Straßen- und Verkehrsmanagement, Dezernat Planung Ingenieurbauwerke,Wilhelmstraße 10, 65185 Wiesbaden,

Dipl.-Ing. Alwin Dieter, Grontmij GmbH, Geschäftsfeld Transport Mobilität, Hanauer Landstraße 135, 60314 Frankfurt am Main, [email protected]

übergeben werden. Dies hat zur Folge, dass die Bauarbeiten sowohl auf der Mombacher als auch auf der Schiersteiner Rheinseite zur gleichen Zeit beginnen.

4.8 Gründung

Der Baugrund im Bereich des Baufeldes der neuen Rhein-brücke Schierstein ist als sehr setzungsempfindli h anzu-sehen. Verantwortlich dafür sind die im Abschnitt 3.2 be-reits beschriebenen Schichtenfolgen insbesondere eine Hydrobienschicht, die sich aus weichen, bindigen Böden in Wechselfolge mit Kalksteinbänken zusammensetzt. Die da-rüber sich befindli hen Bodenschichten besitzen zum Teil nur sehr geringe Tragfähigkeiten, die eine Flachgründung der Unterbauten nur mit besonderen Erschwernissen erlau-ben und unter Berücksichtigung von wirtschaftlichen Ge-sichtspunkten kaum durchführbar sind. Auch sind auf der Seite Schierstein, nahezu im gesamten Vorlandbereich, ab-gelagerte Bauschutte aus den Folgen des 2. Weltkriegs mit einer Mächtigkeit von ca. 3 m vorhanden.

Die Gründung der Unterbauten erfolgt daher mit Groß-bohrpfählen mit Durchmessern bis zu 1,8 m und Längen von bis zu 26 m. Die Bohrpfähle sind in den einzelnen Grün-dungen jeweils als Pfahlrost ausgebildet und durch massive Pfahlkopfplatten mit den aufgehenden Pfeilern verbunden.

4.9 Brückenbeläge und Bauwerksausstattung

Die Übergangskonstruktionen, die Abdichtung und der Be-lag, die Schutzeinrichtungen und Fahrzeugrückhaltesys-teme, der Übersteigschutz und die Lärmschutzwände wur-den nach den aktuellen Richtlinien und Vorschriften des Bundes [26] und Hessen Mobil [27] entworfen. Der Über-steigschutz und die Lärmschutzwände sind, wie auch die Pfeiler und die Überbauten, architektonisch gestaltet.

Literatur

[1] Bauwerksakte A 643 Rheinbrücke Schierstein ASB-Nr.:5915 518/Wi 533. Wiesbaden: Hessen Mobil, 1958–2012.

[2] A 643 Rheinbrücke Schierstein. Wiesbaden: HHStAW, Abt. 507 Signaturen 8045–8047 und 12359, 1952–1963.

[3] Leonhardt, F.: Rheinbrücke Schierstein, Stellungnahme zum Stahlgewicht der Sonderentwürfe. Stuttgart: Schreiben vom 27. Mai 1959. Bundesarchiv Koblenz, Bestandssignatur B 108 Archiv-Nr.: 12525.

[4] Weitz, F.-R.: Entwurfgrundlagen und Entscheidungskriterien für Konstruktionssysteme im Großbrückenbau unter besonde-rer Berücksichtigung der Fertigung. Darmstadt. Dissertation, 1975.

[5] A 643 Rheinbrücke Schierstein. Koblenz: Bundesarchiv, Be-standssignatur B 108 Archiv-Nr. 12524–12526.

[6] Finsterwalder, U., Lohmer, G.: Sondervorschlag für Arbeitsge-meinschaft Dyckerhoff & Widmann KG mit Hochtief Bau-AG: Rheinbrücke Wiesbaden-Schierstein. München, 28.01.1959.

[7] Weitz, F.-R.: Entwicklungstendenzen des Stahlbrückenbaus am Beispiel der Rheinbrücke Schierstein. Stahlbau 35 (1966), H. 10, S. 289–301 u. H. 12, S. 357–365.

[8] Strigl, G.: Die Strombrücke Mainz-Weisenau. Stahlbau (32) 1963, H. 1, S. 10–14.

[9] Kurrer, K.-E., Pelke, E., Stiglat, K.: Die Einheit von Wissen-schaft und Kunst im Brückenbau: Hellmut Homberg (1909–1990) – Leben und Wirken (Teil I). Bautechnik 86 (2009), H. 10, S. 647–655.


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