Dokumentation Realisierungwettbewerb Waschmühltalbrücke

Realisierungswettbewerb
Gestaltung der Waschmühltalbr
Waschm hltalbrücke cke
Dokumentation

Anlass des Wettbewerbs
Der vierstreifige Abschnitt der BAB A 6 zwischen der Anschlussstelle
Kaiserslautern-West und dem Autobahndreieck Kaiserslautern
stellt einen Engpass dar und soll sechsstreifig ausgebaut werden.
Im Zuge dieses Abschnitts liegt die Waschmühltalbrücke, eine
Steinbogenbrücke, die im Zeitraum 1935 – 1937 unter Mitwirkung
des Architekten Professor Paul Bonatz errichtet wurde.
Auf Grund der Synthese zwischen Ingenieurleistung, Architektur und
Landschaftsgestaltung, insbesondere was die Behandlung der
Baumassen betrifft (u.a. Trennung der Fahrbahnen mit Belebung
der Arkaden durch Hell-Dunkel-Effekt und Steigerung der
Perspektivwirkung, werkgerechte Bearbeitung der Sandsteinummantelung)
wurde sie 1984 unter Denkmalschutz gestellt.
Das Verbreiterungskonzept sieht vor, die beiden bestehenden
Bogenreihen mit einer durchgehenden Fahrbahnplatte zu versehen
(Fahrtrichtung nach Mannheim) und parallel dazu ein neues
Bauwerk (Fahrtrichtung nach Saarbrücken) zu errichten.
Aus der besonderen Situation und der gestalterischen Bedeutung
der Waschmühltalbrücke ergab sich die Idee, einen
Realisierungswettbewerb für dieses neue Bauwerk durchzuführen,
um gute Lösungen zu finden, die den unterschiedlichen
Anforderungen, insbesondere der Gestaltung, Wirtschaftlichkeit,
Funktionalität und Umwelt gerecht werden.
Anlass des Wettbewerbs

Wettbewerbsaufgabe
Wettbewerbsgebiet
Die BAB A 6, Mannheim – Saarbrücken stellt eine großräumige Ost-
West-Verbindung zwischen dem Raum Ludwigshafen – Mannheim und
dem Saarland bzw. Frankreich dar.
Die Ausbauplanung behandelt den 6-streifigen Ausbau der BAB A 6
zwischen der Anschlussstelle Kaiserslautern-West und dem
Autobahndreieck Kaiserslautern nördlich der Ortslage von
Kaiserslautern. Die Länge der Ausbaustrecke beträgt 6,150 km. Die
Waschmühltalbrücke liegt zwischen Bau-km 3+600 und 3+900.
Planungsvorgaben
Linienführung
Auf Grund der neu zu bauenden Großbrücken wird es erforderlich,
die Trasse der A 6 auf einer Länge von ca. 2.260 m zu verschieben
und neu zu trassieren. Im Bereich der Waschmühltalbrücke wird
eine Verschiebung nach Norden vorgenommen, so dass die
Fahrbahn für die Fahrtrichtung Mannheim-Saarbrücken auf einem
separaten, neuen Bauwerk geführt werden kann. Das vorhandene,
sowie das neue Bauwerk liegen in einer Geraden, die unmittelbar
hinter dem östlichen Widerlager in einen Radius R = 900 m
übergeht.
Wettbewerbsaufgabe

Gradientenlage
Die Trasse steigt ab Stat. 2+372,500 in Richtung
Waschmühltalbrücke mit einem Längsgefälle von 3,744% an und
ändert sich erst nach 2.208,75 m bei Stat. 4+581,250. Die
Längsneigung von 3,744% ist auf der gesamten Bauwerkslänge
vorhanden.
Kreuzende Wege
Im Zuge der festgelegten Linienführung wird bei Bau-km 3+700 die
Kreisstraße K 2, Morlauterer Straße überquert. Die Unterquerung der
Morlauterer Straße soll weiterhin ohne Verlegung der Bestandslinie
möglich sein.
Vor dem westlichen Widerlager unterquert die Zufahrt „Caesarspark“ das
Bauwerk. Die erforderliche lichte Höhe von >= 4,50 m muss hier als
Zwangspunkt für die Konstruktionshöhe des Bauwerks herangezogen
werden.
Der Erdweg der die Bauwerke bei Stat. 3+790 unterquert soll auch
weiterhin an den vorhandenen Baumaltbeständen vorbei gehen. Eine
geringe Verlegung ist jedoch möglich.
Wettbewerbsaufgabe

Regelquerschnitt
Die durchgehende Strecke wird auf sechs Fahrstreifen zuzüglich
Standstreifen, entsprechend dem Regelquerschnitt RQ 35,5 der
RAS-Q 96 verbreitert, jedoch wird der 4,00 m breite Mittelstreifen
beibehalten.
Im Bereich der Waschmühltalbrücke kommt wegen des Bestandes
ein Sonderquerschnitt zur Anwendung.
Die beiden vorhandenen Bogenreihen werden mit einer
durchgehenden Brückenplatte versehen, die die Fahrspuren
Richtung Mannheim aufnimmt. Die Überbreite der Platte wird den
Kappen zugeschlagen
Das neue Bauwerk wird im lichten Abstand von 3,00 m errichtet.
Die Querneigung im Bereich der Waschmühltalbrücke beträgt
2,50%. Auf dem Bauwerk ist die Querneigung in Fahrtrichtung
Mannheim zur Brückenaußenkante und in Fahrtrichtung
Saarbrücken zur Brückeninnenkante geneigt (Sägezahnprofil).
Ausstattung
Zur Stadtseite, auf der bestehenden Brücke, ist eine
Lärmschutzwand von 3,00 m Höhe erforderlich. Auf der Nordseite
ist ein 2,00 m hohe Spritzschutzwand, auf den Innenkappen von
1,20 m zu berücksichtigen.
Passive Schutzeinrichtungen sind entsprechend RPS sowie gemäß
den zutreffenden Richtzeichnungen vorzusehen.
Breiten zwischen LSW/SSW auf den Brücken:
Brückenneubau 18,25 m
Überbau auf Bestand 20,92 m
Wettbewerbsaufgabe

Technische Planungsvorgaben
Baugrund
Die Trasse befindet sich geologisch im Verbreitungsgebiet des
Pfälzer Buntsandsteins. Das Liegende wird dabei von den für die
hiesige Region typischen roten Sandsteinen aufgebaut.
Ab Tiefen von ca. 4,00 m unter Geländeoberfläche steht hier
Sandstein an. Es handelt sich dabei um die sogenannte
„Trifelszone“ des Buntsandsteins. Das Liegende bildet bei dieser
Formation in der Hauptsache grobkörnige, quarzitführende, rote bis
grau-rote Sandsteine. Symptomatisch für die Trifels-Schichten der
Pfalz ist eine ausgeprägte Kreuz- und Schrägschichtung der
bankigen Sedimentlagen.
Im Rahmen des Wettbewerbs kann von einer Flachgründung
ausgegangen werden.
Naturschutzfachliche Belange
Gemäß dem Vermeidungsgebot der naturschutzfachlichen
Eingriffsregelung sind Beeinträchtigungen in wertvolle Biotopstrukturen
zu vermeiden bzw. auf das zwingende Maß zu
reduzieren.
Dies gilt insbesondere im Bereich der Waschmühltalbrücke für die
naturnahen Waldgesellschaften nördlich der Brücke sowie für die
markante Eichen-Linden-Baumreihe die gemäß § 22 LNatSchG
unter Schutz gestellt ist.
Der Vermeidungsgrundsatz ist in allen Phasen des Projektes zu
beachten. Demnach sind bautechnische Alternativen vorzuschlagen,
die sowohl die dauerhafte Flächeninanspruchnahme
(Gründungbauwerke) und die bauzeitlichen Zuwegungen (inkl.
Baustelleneinrichtungsflächen) umfassen, unter der Prämisse des
o.g. Grundsatzes.
Waschmühltalbrücke - Bestand
Die Autobahn überschreitet das Waschmühltal auf einer 263,40 m
langen Brücke mit 10 Öffnungen von je 19,70 m lichte Weite
(Achsabstand 22,70 m) in 32,00 m Höhe über der Talaue. Die
vorhandenen zweistreifigen Richtungsfahrbahnen sind auf zwei
vollständig getrennten Bauwerken geführt. Die Auflösung in zwei
Brücken mit 4,00 m lichtem Abstand und dem dadurch erreichten
Lichteinfall zwischen den Bauwerken lässt die Brücke schlank und
leicht erscheinen.
Die Hausteingewölbe sind 8,50 m breit, am Scheitel 0,80 m, am
Kämpfer 1,20 m stark und nach der Stützlinie geformt. Die Pfeiler
sind auf dem an den Hängen anstehenden Buntsandsteinfels
gegründet. Der lichte Abstand der Doppelpfeiler beträgt 4,00 m, der
Anlauf der Seitenwände 40 zu 1. Pfeiler und Gewölbezwickel aus
Stampfbeton sind mit Vormauerung aus rotem Pfälzer Buntsandstein
in geordnetem Schichtenverband versehen. Die Gewölbe wurden
aus Buntsandsteinquadern gemauert. Die Gesimsdeckplatte ragt um
0,50 m über die Stirnfläche vor und ist mit Konsolsteinen gestützt.
Wettbewerbsaufgabe

Ablauf
Auslobung
Der Wettbewerb wurde nach den Grundsätzen zu
Verhandlungsverfahren der Verdingungsordnung für freiberufliche
Leistungen (VOF) sowie nach den Grundsätzen und Richtlinien für
Wettbewerbe der Raumordnung, des Städtebaues und des
Bauwesens (GRW 1995 in der novellierten Fassung vom
22.12.2003) durchgeführt.
Aufgrund der erforderlichen Bearbeitungstiefe und der besonderen
Fachkenntnisse wurde entschieden, den Wettbewerb als einstufigen
Realisierungswettbewerb in Form eines Einladungswettbewerbes
durchzuführen.
Die Auswahl der Ingenieurbüros bzw. Ingenieurgemeinschaften
wurde in Abstimmung mit dem BMVBS, dem LSV Rheinland-Pfalz
und der Stadt Kaiserslautern auf Grundlage bekannter Referenzen
getroffen. Nach dieser Präqualifizierung wurden sechs Arbeitsgemeinschaften
aus Bauingenieuren und Gestaltern ausgewählt.
Jeder Teilnehmer durfte nur eine Wettbewerbsarbeit mit einer
durchgearbeiteten Lösung abgeben. Die Wettbewerbsleistungen
waren in einer Mappe zusammenzufassen und zu gliedern in:
- Erläuterungsbericht
- Kostenschätzung
- Statische Vorbemessung
- Bauwerksskizzen und Pläne
- Visualisierung
Durchführung
Nach Versand der Unterlagen hatten die Teilnehmer innerhalb
einer Frist von ca. 12 Wochen die Wettbewerbsarbeiten zu
erbringen.
Rückfragen der Teilnehmer zur Auslobung mussten schriftlich an
den Auslober gestellt werden. Die Fragen wurden vom Auslober
zusammengestellt und in einem Pflichtkolloquium beantwortet, an
dem Wettbewerbsteilnehmer, Preisgericht, Sachverständige und
Vorprüfer teilnahmen. Die Antworten wurden Inhalt des Protokolls
über das Kolloquium, das als Bestandteil der Auslobung allen
Beteiligten zugesandt wurde.
Vorprüfung
Im Zuge der Vorprüfung wurde in einer ersten Stufe die Einhaltung
der formalen Wettbewerbsbedingungen geprüft. Für die fachliche
Prüfung waren die folgenden Kriterien maßgebend:
- Gestaltung und Einfügung in die Landschaft
- Denkmalschutz / Denkmalpflege hinsichtlich des angemessenen
Umgangs mit dem vorhandenen Bau und der Beachtung der
Qualität und Gestaltung der Brücke von Paul Bonatz
-Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit in Herstellung und
Unterhaltung, sowie Wartungsfreundlichkeit,
-Umsetzung der funktionalen Anforderungen,
-Statisch-konstruktive Konstruktion und
-Umweltverträglichkeit.
Die Ergebnisse der Vorprüfung wurden dokumentiert und dem
Preisgericht übergeben.
Ablauf

Preisgerichtssitzung
Das Preisgericht trat am 27.09.2006 zusammen. Nach der
Konstituierung des Preisgerichts wurde Herr MR Naumann zum
Vorsitzenden des Preisgerichts gewählt.
Alle sechs eingeladenen Arbeitsgemeinschaften hatten ihre Beiträge
fristgerecht und vollständig eingereicht.
Da die formale und technische Prüfung keine gravierenden
Beanstandungen ergeben hatte, ließ das Preisgericht alle Arbeiten
zur Beurteilung zu.
Die einzelnen Wettbewerbsarbeiten wurden von den Vorprüfern
erläutert, wobei insbesondere auf das Ergebnis der technischen
Vorprüfung eingegangen wurde.
In mehreren Rundgängen wurde die Arbeiten der engere Wahl und
die Preisträger ermittelt.
Das Preisgericht empfahl dem Auslober den Siegerentwurf der
Realisierung zuzuführen. Desweiteren wurde dem Auslober
aufgegeben, noch intensiver in die Kostenermittlung auf Grundlage
der Baumassen einzusteigen, um konkretere Aussagen zum
Vergleich der Baukosten zu erhalten.
Anschließend wurden die verschlossenen Umschläge mit den
Namen der Verfasser geöffnet und verlesen.
Wettbewerbsvergütung
Jede Arbeitsgemeinschaft erhielt ein einmaliges
Bearbeitungshonorar. Dieses wurde ermittelt, indem das auf der
Basis der Kostenschätzung nach HOAI ermittelte Honorar der
Leistungsphasen 1 und 2 (Basishonorar) und nach Ermittlung der
Wettbewerbssumme auf die Anzahl der Teilnehmer zu 50%
aufgeteilt wurde. Rund 50% verblieben für Preise.
Wettbewerbssumme: 49.000 €
Bearbeitungshonorar: 4.083 €
1. Preis: 12.250 €
2. Preis: 7.350 €
3. Preis: 4.900 €
Ablauf

Wettbewerbsbeteiligte
Auslober
Landesbetrieb Straßen und Verkehr (LSV) Kaiserslautern
Organisation
Frau Jung LSV Kaiserslautern
Vorprüfer
Herr Dr. Samol LSV Rheinland-Pfalz
Herr Flohr LSV Kaiserslautern
Herr Geuer LSV Kaiserslautern
Herr Achtel LSV Kaiserslautern
Frau Aumann Stadtverwaltung Kaiserslautern
Sachverständige ohne Stimmrecht
Herr Dr. Kerkhoff Landesamt für Denkmalpflege
Mainz
Herr May TU Darmstadt
Insitut xxx
Preisrichter
Fachpreisrichter
Herr MR Naumann Bundesministerium für Verkehr,
Bau und Stadtentwicklung
Herr Prof. Dr. Reinke Werner Sobeck Ingenieure
Stadt xxxx
Herr Prof. Hädler FH Mainz
Institut für xxx
Herr Prof. Gräf Prof. Gräf Architekten
Kaiserslautern
Herr Frießem LSV Rheinland-Pfalz
Herr Neuroth Ministerium für Wirtschaft,
Verkehr, Landwirtschaft und
Weinbau, Rheinland-Pfalz
Herr Lutz LSV Kaiserslautern
Herr Priebe LSV Kaiserslautern
Sachpreisrichter
Herr Deubig Oberbürgermeister
Stadt Kaiserslautern
Herr Hölzgen LSV Rheinland-Pfalz
Herr Prof. Dr. Topp TU Kaiserslautern
Institut xxx
Stellvertretende Sachpreisrichterin
Frau Franzreb Stadt Kaiserslautern
Wettbewerbsbeteiligte

Teilnehmer
1. Arbeitsgemeinschaft
Krebs und Kiefer
Beratende Ingenieure, Darmstadt
Dipl.-Ing. Carlo Groß
Architekt, Münster
2. Arbeitsgemeinschaft
Dr.-Ing Hubert Verheyen
Beratende Ingenieure, Bad Kreuznach
Bung Ingenieure AG
Beratende Ingenieure, München
Jean-Jacques Zimmermann
Architekt AKH, Darmstadt
3. Arbeitsgemeinschaft
Bode, Ramm und Partner
Ingenieurbüro, Kaiserslautern
B+G Ingenieure
Bollinger und Grohmann GmbH, Frankfurt a.M.
schneider+schuhmacher
Architekturgesellschaft mbH
4. Arbeitsgemeinschaft
Karl Jasch
Ingenieurbüro für Bauwesen, Kaiserslautern
Prof. Dr. sc. techn. Dr.-Ing. E.h. Christian Menn
Consulting engineer, Chur (Schweiz)
5. Arbeitsgemeinschaft
Leonhardt, Andrä und Partner
Beratende Ingnieure VBI, GmbH, Stuttgart
AV 1
Architekten, Kaiserslautern
6. Arbeitsgemeinschaft
Schlaich Bergermann Partner
Beratende Ingenieure im Bauwesen, Stuttgart
Wittfoht Architekten
Stuttgart
Wettbewerbsbeteiligte

Erster Preis
Verfasser
Leonhardt, Andrä und Partner
Beratende Ingenieure VBI, GmbH, Stuttgart
AV 1
Architekten, Kaiserslautern
Bauwerksgestaltung
Übergeordnetes Ziel des Entwurfs ist es, ein Ingenieurbauwerk mit
eigener Identität zu schaffen, welches sich sowohl in den
Landschaftsraum einfügt als auch das passende Pendant zu dem
Baudenkmal „Waschmühltalbrücke“ bildet.
Die neu zu errichtende Brücke befindet sich auf der Nordseite des
bestehenden Bauwerks, wobei sich der sichtbare Teil der alten
Brücke auf den sich an die Morlauterer Straße angrenzenden
Bereich reduziert.
Um der Waschmühltalbrücke als Baudenkmal Rechnung zu tragen,
sollten diese Bereiche in möglichst geringem Maße beeinflusst oder
gar überdeckt werden.
Indem die neue Brücke jeweils drei Bogenachsen überspannt und
auf Pfeiler im wahrnehmbaren Bereich verzichtet, erhält sie im
Wesentlichen die ungestörte Wahrnehmung des Baudenkmals.
Um die größeren Spannweiten überbrücken zu können, wird als
statisches System der „überspannte Durchlaufträger“ gewählt, der
durch seinen über den Pfeiler angeordneten Mast und den mit
einem Winkel 20 Grad flach ausgeführten Zuggliedern eine
schlanke Ausbildung des Überbaus ermöglicht.
Die Unterkante des neuen Überbaus kann somit oberhalb des
Scheitels der alten Bogenreihen angeordnet werden – die
Nordansicht der Bonatz-Brücke bleibt völlig ungestört.
Durch die Ausbildung des Überbaus mit zwei durchlaufenden
Hauptträgern aus Stahl und im Rhythmus von ca. 3,20 m
angeordneten Stahlquerträgern, die mit der Fahrbahnplatte im
Verbund wirken, entsteht eine sehr gleichmäßige und ruhige,
kassettenartige Untersicht, die zusammen mit der großzügigen
Stützenanordnung für eine hohe Transparenz unterhalb der Brücke
sorgt.
1. Preis

Der Eindruck, dass die neue Konstruktion sich in der Untersicht
möglichst weit gegenüber der eleganten Bonatz-Brücke
zurücknimmt, wird durch die Ausbildung der sehr schlanken
Einzelstützen aus Stahlbeton im Abstand von 68,10 m (3 Felder á
22,70 m) noch verstärkt.
Um die Stützen in der gewünschten Schlankheit ausbilden zu
können, wurde das Konstruktionsprinzip der lagerlosen Bauweise
gewählt und die Stützen mit dem Überbau sowohl in Längs- als
auch Querrichtung biegesteif verbunden.
Somit entsteht durch die „integrale“ Bauweise insgesamt ein sehr
filigranes und modernes Bauwerk, das sich bei allem nötigen
Respekt vor der alten Brücke zum einen durch eine sehr sachliche
und schlicht elegante Zurückhaltung auszeichnet, gleichzeitig aber
auch ein hohes Maß an eigenständiger Integrität aufweist.
Die neue Brücke bildet ein klares und überzeugendes Pendant zur
bestehenden „Waschmühltalbrücke“, was in vielerlei Hinsicht
deutlich wird:
• Die neue Brücke wird stabförmig aufgelöst und wirkt dadurch leicht
und filigran. Sie entspricht damit dem Konstruktionsprinzip der
Waschmühltalbrücke von Paul Bonatz, der ein für eine Bogenbrücke
leicht und filigrane Konstruktion erschaffen hatte.
• Einem druckbeanspruchten Bogen, dessen Tragkonstruktion sich
unter der Fahrbahn befindet, steht eine zugbeanspruchte
Konstruktion gegenüber, deren Tragkonstruktion über die Fahrbahn
gelegt wird.
• Den verschiedenen Tragprinzipien entsprechend wurden auch
unterschiedliche Materialien gewählt. Die druckbeanspruchte
Konstruktion wurde seinerzeit unter Verwendung von Stampfbeton
und Sandsteinen hergestellt, während die zugbeanspruchte
Konstruktion mit hochfesten Zuggliedern arbeitet.
•Die bestehende Waschmühltalbrücke ist ein Bauwerk welches sich
in das Landschaftsbild einbindet, dieses aber auch klar besetzt. Die
neue Brücke stellt insofern einen deutlichen Kontrast dar, als sie
das Tal bewusst freihält.
1. Preis

Tragkonstruktion
Bei dem für den Überbau angewendeten Tragprinzip handelt es sich
um einen „überspannten Durchlaufträger“ mit Spannweiten von
45,05 m, 2 x 68,10 m, 45,55 m, bestehend aus einem biegesteifen
Haupt- oder Versteifungsträger, der im Bereich der Auflagerachsen
eine zusätzliche Überspannung aus Stahlzuggliedern und einem
Stützenmast erhält.
Die beiden Hauptträger bestehen aus dichtgeschweißten
Hohlkästen aus Stahl, ebenso wie die Stahlkonstruktion des Mastes.
Die Zugglieder werden durch Litzenspannglieder gebildet die an
ihrem oberen Ende an dem Stützenmast fest und am unteren Ende
an den Hauptträgern nachstellbar verankert sind.
In Querrichtung werden in einem Abstand von 3,24 m Querträger
vorgesehen auf denen eine 35 cm dicke Beton-Fahrbahnplatte
aufliegt, die im Verbund mitwirkt.
Die Betonplatte besteht aus Halbfertigteilplatten, die nachträglich
durch eine Ortbetonschicht ergänzt wird. Dadurch wird eine
schalungsfreie Herstellung ermöglicht und der Eingriff in die für die
Baustelle vorgesehen Fläche minimiert.
Die Betonplatte wirkt nur in Querrichtung im Verbund. Somit ist
problemlos jederzeit ein Austausch der Fahrbahnplatten ohne große
Eingriffe möglich.
Die Stahlbetonstützen bilden sowohl in Längs- als auch in Querrichtung
zusammen mit dem Überbau einen biegesteifen Rahmen,
auf Lager kann somit verzichtet werden. Dadurch wird eine
Reduzierung der Knicklänge erreicht, was eine entsprechend
schlanke Ausbildung der Stützen zulässt.
Insgesamt erhält man durch die lagerlose Ausbildung eine sehr
robuste und wartungsfreie Gesamtkonstruktion mit einem hohen
Maß an Redundanz.
Die unterhalb des Überbaus aus Stahlbeton ausgeführte Stützen
werden oberhalb des Überbaus als Stahlstützen (Maste) fortgesetzt.
Durch diese Materialtrennung wird die Funktionsweise des
„überspannten Durchlaufträgers“ deutlich, die aus einem biegesteif
durchlaufenden Hauptträger besteht, der durch Zugglieder aus
Stahl, die an dem Stützenmast verankert sind, zusätzlich unterstützt
und gehalten wird. Konsequent wird diese Einheit – Hauptträger,
Mast, Seile – aus demselben Material (Stahl) gefertigt.
Der Mast besteht aus zwei versteiften Blechen, die sich in der
Ansicht in ihrer Dimension nach unten verjüngen. Der Pendelstabartige
Charakter des Mastes wird durch diese Ausbildung
zusätzlich unterstrichen.
Die aus der Überspannung resultierenden Kräfte werden direkt in
die beiden Bleche abgeleitet. Diese benötigen zur Stabilitätssicherheit
und zur besseren Krafteinleitung in den Beton zusätzliche
Versteifungsbleche.
Diese Versteifungsbleche werden bewusst nach außen gelegt, was
ebenfalls deutlich die Transparenz der Tragwirkung erhöht.
1. Preis

Der Mastkopf hat am oberen Ende ein Breite von 2,45 m, so dass
die Zugänglichkeit von oben für die Montage und für die Wartung
möglich ist. Unterhalb des Überbaus wurden die Stützen aus
Stahlbeton entworfen, neben den oben dargelegten formalen
Gründen nicht zuletzt auch um eine wirtschaftliche Lastabtragung zu
erreichen.
Die Stützen weisen dabei in Querrichtung einen konstanten
Querschnitt von 1,60 m auf, während der Querschnitt in
Längsrichtung variabel ist. Diese Variation orientiert sich an der
bestehenden „Waschmühltalbrücke“, die im oberen Bereich
ebenfalls konstant ist und nach unten hin in ihrer Dimension
zunimmt. Diese Querschnittszunahme findet ihre Begründung auch
in der zunehmenden Momentbeanspruchung zur Einspannung hin.
Herstellung und Bauzeit
Das Bauwerk kann durch den hohen Vorfertigungsgrad bei
gleichzeitiger hoher Ausführqualität rationell hergestellt werden.
Dies trägt zu einer Kostenminderung bei.
Der Überbau kann mit der klassischen Herstellungsmethode von
Verbundbrücken erstellt werden, bei der die Stahlkonstruktion vorab
auf Hilfsunterstützungen montiert und die Fahrbahnplatte im
Nachgang betoniert wird.
Die Stahlträger weisen Abmessungen auf, die einen Straßentransport
ermöglichen. Auf einem Vormontageplatz können die
Stahlkästen zu großen Schüssen verschweißt werden.
Mit Hilfe von Mobilkränen werden die vorgefertigten Teile:
- Längsträger
- Querträger
- Stahlmaste
auf Hilfsstützen abgesetzt und vor Ort miteinander verschweißt.
Nach Herstellung des Stahltragwerkes werden die Halbfertigteilplatten
in Längsrichtung verlegt und im Anschluss daran durch die
Ortbetonplatte ergänzt. Gleichzeitig werden die Litzenspannglieder
vom Überbau zum oberen Pylonende eingezogen und auf die
erforderliche Vorspannkraft gespannt (kraftgesteuerte Herstellung).
Die Bauzeit für die Herstellung des Brückenbauwerks beträgt ca. 12
Monate. Größere Bereiche der Konstruktion z.B. die gesamte
Stahlkonstruktion kann vorgefertigt werden, was grundsätzlich ein
paralleles Arbeiten an verschiedenen Stellen des Bauwerks
ermöglicht.
1. Preis

Beurteilung des Preisgerichtes
Der Entwurf setzt sich in Form und Konstruktion von der
bestehenden historischen Bogenbrücke deutlich ab. Er greift aber
gleichzeitig die Gliederung des vorhandenen Bauwerkes auf und
unterstreicht dessen Rhythmus und Gestaltung. Durch die geringe
Zahl der Stützen und den durch die Überspannung schlanken
Überbau wird ein weitgehend unverstellter Blick auf das bestehende
Bauwerk ermöglicht.
Die gewählte Konstruktion lässt eine weitgehend problemlose
Herstellung erwarten, durch die Wahl von wetterfestem Stahl
können die Erhaltungskosten minimiert werden. Allerdings sind die
Herstellungskosten gegenüber alternativen Spannbetonlösungen
deutlich höher zu veranschlagen.
Der Entwurf setzt sich insgesamt positiv von den anderen
eingereichten Entwürfen ab. Da einerseits die Anpassung an das
vorhandene Bauwerk in herausragender Weise gelungen ist und
andererseits das neue Bauwerk eine eigenständige markante
Konstruktion moderner Bauweise darstellt.
Als einzige Lösung bietet der Entwurf durch die Pylone und
Seilabspannungen auch dem Benutzer der Autobahn ein Erlebnis
und hat Wiedererkennungswert.
1. Preis

Zweiter Preis
Verfasser
Krebs und Kiefer
Beratende Ingenieure, Darmstadt
Dipl.-Ing. Carlo Groß
Architekt, Münster
Bauwerksgestaltung
Der Grundgedanke bei der Lösungsfindung war, dass die neue
Brücke bzw. der Überbau keine größere Bauhöhe als die
bestehende Brücke aufweisen sollte und die neuen Pfeiler in der
Achse der vorhandenen Pfeiler angeordnet werden sollten. Somit
kam es zu ersten Überlegungen, eine neue Brücke in starker
Anlehnung an das alte Bauwerk zu entwerfen.
Diese Vorüberlegungen wurde aus folgenden Gründen verworfen:
Ein neues Bauwerk als Plagiat der bestehenden Bauwerke würde
die Einzigartigkeit des Bestandes nur verfälschen, da durch die
Aneinanderreihung der Bauwerke die jetzt vorhandene Leichtigkeit
verloren ging. Es entstünde ein tunnelartiges Bauwerk mit einer
Brückenbreite von ca. 37,0 m.
Da die vorh. Kreisstraße im schleifenden Schnitt den bestehenden
Bogen schneidet, kann ohne Verlegung der Straße die Anordnung
der neuen Pfeiler in der Flucht zu den best. Pfeilern nicht erfolgen.
Der geradlinige Verlauf der Straße, der durch die Baumreihen
neben der Straße unterstützt wird, ginge verloren.
Aus dem gleichen Grund wurden auch Vorüberlegungen mit einer
Pfeilerstellung im doppelten Bogenabstand verworfen, obwohl diese
Lösungen den Einsatz von neuen Werkstoffen wie z.B. Spannbeton
besser widerspiegelten.
2. Preis

Folglich wird ein großes Feld (3-Bögen) im Bereich der Kreisstraße
angeordnet. Dies hat zusätzlich noch zur Folge, dass eine
Symmetrie zur Unterführung der Straße mit dem alten und dem
neuen Bauwerk entsteht und das bestehende, denkmalgeschützte
Bauwerk betont wird.
Die vorhandene Kreisstraße bleibt unverändert und muss nicht
verlegt werden. Die Baumallee kann gegebenenfalls bis unter die
Brücke erhalten bleiben.
Durch die Stützweite von 68,10 m kommt es zu einer großen
Transparenz, die das best. Bauwerk weitestgehend unberührt zur
Geltung kommen lässt. Diese Transparenz wird noch zusätzlich
unterstütz, da der zweistegige Überbau nicht mit zwei Einzelpfeilern,
sondern mit einer Unterstützung (mit vier Ästen die in Längs- und
Querrichtung zu einem Pfeiler zusammenläuft) unterstützt. Diese Y
– Stütze stellt in ihrer baumartigen Grundform, die Beziehung zu
den benachbarten Waldhängen dar und gliedert sich schlicht in die
Umgebung ein.
Die nachfolgenden Pfeilerachsen werden in Anlehnung an die zwei
nebeneinander liegender Bögen mit je zwei schlichten Pfeilern
unterstützt, um die Transparenz möglichst groß zu halten.
Die Ausbildung des Bauwerks erfolgt mit modernen Materialien aber
mit einer Schlichtheit, die sich gut in die Umgebung einfügt und
trotzdem Ihren eigenen Charakter entwickelt.
Der Überbau wird als zweistegiger gevouteter Plattebalken
ausgebildet. Die Abmessungen der Bauhöhe des Überbaus richten
sich nach der Unterkante der Scheitelpunkte der vorh. Bögen, um
ein Einschneiden in diese zu vermeiden. Der zweistegige
Plattenbalken lehnt sich mit seiner Form an die Zweiteilung der
vorh. Brücke an.
Tragkonstruktion
Der zweistegige Durchlaufträger wird als sechs – Feldbauwerk mit
Stützweiten von 20,0 m + 45.40 m + 68.10 m + 45,4 m + 45,4 m +
26.0 m konzipiert und besitzt eine Gesamtstützweite von 250,3 m.
Die Überbauhöhe variiert zwischen 2,0 m im Pfeilerbereich (Y-
Pfeiler) und 1,5 m in Brückenmitte und im Widerlagerbereich.
Der Überbau ist als Spannbetonkonstruktion mit einer in
Querrichtung schlaff bewehrten Stahlbetonfahrbahnplatte konzipiert.
Die Gesamtplattenbreite beträgt 18,935 m bzw. 19,135 m ab
Außenkante Gesims .Die Kragarme werden mit einer Kragarmlänge
von 3,482 m auf der Nordseite und 3,542 m auf der Südseite
konzipiert. Die Feldweite zwischen den Trägern beträgt konstant
4,014 m. Die Plattendicke beträgt in Feldmitte ca. 0,35 m und am
Anschnitt ca. 0,60 m.
Die Stegneigung beträgt an allen Seiten 75°.
2. Preis

Die Pfeiler werden aus Stahlbeton der Festigkeit C 30/37
hergestellt.
In den Achsen 20, 50 und 60 werden zwei rechteckige
Stahlbetonpfeiler angeordnet.
Die Pfeilerbreite in Querrichtung orientiert sich an der Stegbreite
des Überbaus von 3,0 m. Der Pfeilerquerschnitt verjüngt sich dann
auf 2.20 m, um anschießend wieder mit einem Anzug von 40:1
Neigung aufzuweiten.
Die Pfeilerbreite in Längsrichtung beträgt 2,0 m und wird auf einer
Höhe von 2,70 m auf 1,60 m verjüngt. Unterhalb der Einschnürung
wird der Pfeiler wieder mit einer Neigung von 40:1 angezogen.
In den Achsen 30 und 40 werden Y-Pfeiler mit einem
monolithischen Verbund zum Überbau angeordnet. Hierdurch
entsteht ein teilintegrales Bauwerk.
Die Neigung des Y-Pfeilers in Querrichtung entspricht der Neigung
von 75° der Überbaustege. Die Außenkante des Pfeiler bindet mit
einem Abstand von ca. 0,15 m zur Stegseite in den Überbau ein und
endet an der Kragarmunterseite. Das Absetzen des Pfeilers
gegenüber dem Überbau bewirkt eine stärkere Betonung des
Bauteils in der Gesamtansicht.
In Längsrichtung orientiert sich die Geometrie der Spreizung des Y-
Pfeilers an der Geometrie der Bögen. Am Kotenpunkt Pfeilerschaft /
Gabel wird auf den ersten Metern die Rundung der Bögen
aufgenommen und anschließend verläuft die Außenkante tangential
vom Bogen weg. Der Pfeilerschaft wird allseitig mit einer Neigung
von 40:1 in Anlehnung an die Neigung der vorh. Pfeiler nach unten
angezogen.
Die Pfeileroberflächen werden mit einer glatten Schalungsstruktur
ausgebildet. In Pfeilerquerrichtung wird mittig im Pfeilerschaft eine
Nut von 0,4 x 0,2 m mit einer horizontal ausgerichteten
Wellenstruktur angeordnet. Die Arbeitsfugen der Pfeiler werden mit
einer Trapezleiste abgesetzt, um farbliche Unterschiede der
Betonagen abzugrenzen.
2. Preis

Herstellung und Bauzeit
Während der Bauzeit der neuen Brücke sind keine besonderen
Verkehrsführungen erforderlich.
Zum Schutz der unterführenden Zufahrt zum Caesarpark,
Kreisstraße K2 und Wirtschaftswege sind während der Bauzeit
Schützgerüste erforderlich.
Der Überbau der Brücke kann mit einem bodengestützten
Traggerüst hergestellt werden. Die Herstellung der Pfeiler ist mit
einer Kletterschalung vorgesehen, für die Herstellung der Y-Pfeiler
ist ein Sondergerüst erforderlich.
Für die Herstellung der Pfeiler und des Überbaus wird im
Wesentlichen der Bereich unter der Brücke als Baufeld benötigt.
Durch die reduzierte Pfeileranzahl wird die Inanspruchnahme des
Geländes auf ein Minimum beschränkt. Nach der Herstellung der
Brücke wird das in Anspruch genommene Gelände renaturiert.
Die Bauzeit für die gesamte Baumaßnahme (Instandsetzung /
Sanierung und Neubau) wird mit ca. 30 Monaten veranschlagt. Die
Bauzeit nur für den Neubau der nördlichen Brücke beträgt ca. 18
Monate.
2. Preis

Dritter Preis
Verfasser
Schlaich Bergermann Partner
Beratende Ingenieure im Bauwesen, Stuttgart
Wittfoht Architekten
Stuttgart
Bauwerksgestaltung
Die bestehende Waschmühltalbrücke von Paul Bonatz stellt ein
überregional bedeutsames Baudenkmal der Verkehrsgeschichte
des 20. Jahrhunderts dar. Durch den geplanten Umbau werden
Veränderungen am Bauwerk vorgenommen, die wir positiv
auffassen.
Die aufzugebende Lichtfuge zwischen dem Nord- und dem
Südbauwerk der Bonatz-Brücke wird in unserer Arbeit durch die nun
entstehende Fuge zwischen Alt- und Neubau ersetzt. Aus der
Perspektive von Norden wird hierdurch die vorhandene Brücke mit
ihrer charakteristischen Werksteinaußensicht durch das nach unten
fallende Streiflicht betont. Ein großer Vorteil dieser Lösung besteht
denkmalpflegerisch darin, dass die Südansicht des vorhandenen
Bauwerks de facto unverändert bleiben kann.
Das Konzept für die neue Brücke basiert auf dem gestalterischen
Wechselspiel zwischen Alt und Neu, Ruhe und Dynamik. Daher
wurde für die neue Brücke eine sehr schlanke Konstruktion gewählt,
die die schlichte Eleganz des Bonatz-Bauwerks neu interpretiert und
in der heutigen Formensprache nachzeichnet. Die klare,
stromlinienförmige Gestalt des Altbaus wird auf den Neubau
übertragen. Die Ausrundungen in den Übergängen zwischen
Stützen und Brückendeck sind statisch sinnvoll und wecken
Assoziationen zu den bestehenden Bögen der alten Brücke. Sie
unterstreichen die monolithische Konstruktion der neuen Brücke als
integrales, optisch fugenloses System aus einem Guss. Jeder
Versuch, sich der bestehenden Brücke in Material, Abmessungen,
Oberfläche oder Massivität gestalterisch weiter zu nähern, würde
den Wert und die Eigenständigkeit dieses erstrangigen
verkehrsgeschichtlichen Denkmals schmälern.
Die Materialisierung der neuen Brücke erfolgt in hellem,
ungefärbtem Sichtbeton mit einer glatten, hochwertigen Oberfläche.
So wird die neue Brücke zu einer zeitgemäßen, modernen
Ergänzung, die sich dennoch selbstbewusst behauptet und dabei
das vorhandene denkmalgeschützte Bauwerk nicht in den Schatten
stellt.
3. Preis

Tragkonstruktion
Die Betonplatte des Brückendecks ist durchgehend 80 cm stark und
hat eine Breite von 18.75 m (mit Kappen). Lediglich an den beiden
Außenrändern wird die Bauhöhe im Querschnitt linear auf 40 cm
reduziert. Dadurch entsteht ein schmales Brückenband, das die
Schlankheit und Filigranität des Bauwerks unterstreicht.
Wegen der geringen Spannweiten von maximal 22.7 m ist keine
Vorspannung erforderlich. Die schlaff bewehrte Massivplatte ist
robust und wartungsfreundlich. Da es sich um eine fugenlose
Konstruktion handelt (lediglich an den beiden Widerlagern gibt es
eine Fuge und Lager), wird im Deck eine Mindestbewehrung zur
Rissbreitenbeschränkung vorgesehen.
Die Brücke ist horizontal in Querrichtung an den Widerlagern
gehalten. In Brückenlängsrichtung ist sie schwimmend gelagert,
damit Temperatur- und Schwinddehnungen aufgenommen werden
können. An den Pfeilerscheiben ist die Brücke in Querrichtung
kontinuierlich gestützt. Das vermeidet Beanspruchungskonzentrationen
und Durchstanzprobleme.
Die Brückenpfeiler sind schlanke Stahlbetonscheiben, die sich im
Querschnitt zum Gabelungspunkt der Y-Stützen hin verjüngen. Sie
stehen im Abstand von 22.7 m jeweils direkt neben den Pfeilern der
alten Bogenbrücke. Die Stützen haben in Brückenquerrichtung
unten eine Breite von 7 m und am Gabelungspunkt von 5 m. Der
Anschluss an das Brückendeck erfolgt mit einer Breite von ca. 12 m
(13 m mit Ausrundung).
Die Dicke der Y-Stützen liegt unten bei 60 cm und oberhalb der
Gabelung bei 50 cm. Die gerade durchgehenden Stützen im
Endbereich (ohne Vergabelung) sind nur 50cm stark, um mit ihrer
vergrößerten Stiellänge (Wegfall des „Dreiecks“ ) und einer
möglichst geringen Biegesteifigkeit in Längsrichtung die
Zwangsbeanspruchungen zu reduzieren. Durch die konstante
Längsneigung bleibt die obere Pfeilergeometrie durchgehend gleich.
Das erlaubt einen effizienten und zeitsparenden Einsatz der
Schalungssätze.
Die Widerlagerwand ist entsprechend der Neigung der Y-Stützen im
Schnitt schräg ausgeführt. Damit verkürzt sich die Spannweite des
gelenkig aufgelagerten Endfeldes und die Momentenbeanspruchung
wird damit reduziert. Die Neigung der Widerlagerwände nimmt
konsequent die Geometrie der Pfeiler auf und führt diese bis zu den
Brückenenden weiter.
Herstellung und Bauzeit
Montageschritt 1:
Herstellung der Flachgündungen für Pfeiler und Widerlager
Herstellung der Pfeilerwände Achse B, K, J
Herstellung der Widerlager
Montageschritt 2:
Herstellung der Pfeilerscheiben Achse C und H
Überbau auf Gerüstschalung bis Mitte Feld J.H bzw. B,C
3. Preis

Montageschritt 3:
Herstellung der Pfeilerscheiben in Achse D und G
Montage des Schalungssatzes und Betonieren der geneigten
Pfeilerscheiben in Achse H und C
Betonieren Betonplatte bis Mitte Feld H,G bzw. C,D
Montageschritt 4:
Herstellung der Pfeilerscheiben in Achse E und F
Montage des Schalungssatzes und Betonieren der geneigten
Pfeilerscheiben in Achse D und G
Betonieren der Betonplatte bis Mitte Feld G,F bzw. D,E
Montageschritt 5:
Montage des Schalungssatzes und Betonieren der geneigten
Pfeilerscheiben in Achse E und F
Betonieren der restlichen Betonplatte
Die Bauzeit des Brückenbauwerks beträgt etwa 18 Monate.
3. Preis

Ohne Rang
Verfasser
Dr.-Ing. Hubert Verheyen
Beratende Ingenieure, Bad Kreuznach
BUNG Ingenieure AG
Beratende Ingenieure, München
Jean-Jacques Zimmermann
Architekt, Darmstadt
Bauwerksgestaltung
Die bestehende Waschmühltalbrücke ist für eine Brücke dieser Art
sehr schlank gestaltet, was insbesondere an den Scheitelpunkten
der einzelnen Sandsteinbögen deutlich wird. Die bestehende Brücke
stellt sich – obwohl aus zwei parallel verlaufenden Körpern
bestehend – als sehr homogen dar. Sei es das Zusammenspiel der
einzelnen Bögen, die die emporragenden, gut proportionierten
Stützen krönen, oder das Spannungsfeld das zwischen den beiden
bestehenden Bauwerken durch das kontrastreiche Spiel von Licht
und Schatten erzeugt wird. Die große Homogenität zwischen den
bestehenden, die sich ausschließlich durch den Sandstein als
alleiniges Material darstellen, verleiht dem Brückenensemble ein
sehr hohes Maß an Qualität.
Um der Qualität des bestehenden Bauwerks gerecht zu werden,
muss das neue Bauwerk im selben Maß aus einem sehr guten
Brückensystem bestehen. Das Material sollte so weit wie möglich
einheitlich sein und die Proportionen müssen fein und harmonisch
wirken. Dazu müssen sich altes und neues Bauwerk sehr gut
ergänzen und bereichern. Die Harmonie ist wichtig, aber es ist noch
wichtiger, dass das neue Bauwerk ein Eigenleben entwickelt, das
imstande ist, eine neue Spannung ins Leben zu rufen.
Die neue Brücke wird auf Grund einer großen optischen Ruhe
komplett aus Stahlbeton erstellt. Die Stützen, die sich den
Widerlagern zuwenden, werden diesen zugeordnet. Dabei handelt
es sich um eine bzw. drei Stützen vor dem jeweiligen Widerlager.
Das einheitliche Material Stahlbeton der Stützen, Widerlager und
des Überbaus wird im Detail klar gegliedert und die Textur der
einzelnen Flächen sorgfältig ausgewählt.
Damit der Überbau der neuen Brücke sich so fein wie möglich
darstellt, wird die Stützenweite identisch mit dem der bestehenden
Brücken gewählt. Allerdings wird nur eine Stützenreihe mit
geringeren Abmessungen vorgesehen. Um dies zu ermöglichen und
gleichzeitig den Überbau so schlank wie möglich zu gestalten, wird
der obere Stützenkörper in vier Arme geteilt. Diese Arme lehnen
sich Formal an die Bogenform der bestehenden Brücke an. Zudem
verjüngen sich die Brückenpfeiler in der Ansicht nach oben hin und
stellen sich im Querschnitt vertikal dar, so wie es bei der
bestehenden Brücke auch der Fall ist.
Weitere Wettbewerbsarbeit

Um den neuen Stützen zu den Bestehenden zu noch mehr
Charakter und Auflösung zu verhelfen, wird diese mit einer runden
Öffnung von 2,80m Durchmesser versehen. Diese Konzeption
ermöglicht es, dass in der nördlichen Ansicht des
Brückenensembles der jeweilige Bogen der alten Brücke
vollkommen ungestört bleibt. Die vier Arme der Stützen zeichnen
sich auf der Unterseite des Überbaus der neuen Brücke ab und
nicht auf der Ansicht der alten Brücke.
Tragkonstruktion
Ziele der Voruntersuchungen zur Findung einer optimalen
Konstruktion waren neben der Gestaltung insbesondere folgende
Punkte:
- Robustheit
- Wartungsfreundlichkeit
- Wirtschaftlichkeit in Herstellung und Betrieb
-Statisch-konstruktive Konzeption
Als optimal zur Erfüllung dieser Kriterien wurde ein semi-integrales
Bauwerk mit einer schlaff bewehrten Stahlbetonfahrbahn als
Überbau gewählt. Die Platte weist eine Konstruktionshöhe von 1,20
m auf, die sich zu den Rändern im Bereich der Kragarme auf 25 cm
am freien Rand verringern. In den Achsen 2 bis 6 ist die Platte
monolithisch mit den Stahlbeton-Gabelstützen verbunden, in den
übrigen Achsen sind Verformungslager bzw. Verformungsgleitlager
vorgesehen. Damit werden die Zwängungsbeanspruchungen
insbesondere infolge Temperatur in einer beherrschbaren Größe
gehalten.
Im zentralen und sichtbaren Bereich weist die Brücke eine
monolithische Konstruktion auf. Hierdurch wird sowohl
entsprechend den Pfeilersteifigkeiten weitgehend eine gleichmäßige
Verteilung der Horizontalkräfte auf 5 Pfeiler als auch eine
Reduzierung der Stützweiten der Fahrbahnplatte in diesem Bereich
erreicht. Durch den Verzicht auf Lager auf den hohen
Brückenpfeilern wird sowohl den Belangen der Wirtschaftlichkeit als
auch der Wartungsfreundlichkeit und des Unterhaltes in
besonderem Maße Rechnung getragen. Die Lager auf den Pfeilern
in den Achsen 1, 7 bis 9 und auf den Widerlagern sind in Anbetracht
der geringen Pfeilerhöhe mit einem leichten Gerüst gut zugänglich
und für den Fall einer Lagerauswechslung erreichbar.
Weitere Wettbewerbsarbeit

Die Pfeiler in den Achsen 2 bis 6 werden jeweils in die
Fundamentplatte und in den Überbau eingespannt. Die Breite der
Pfeiler beträgt in Brückenquerrichtung 6,0 m, in
Brückenlängsrichtung 2,0 m am Pfeilerkopf mit einer Aufweitung
zum Pfeilerfuß hin auf bis zu 2,5 m. Der Pfeilerkopf weist in
Brückenlängsrichtung eine gekrümmte Gabelung auf. In
Brückenquerrichtung besitzt der Pfeilerkopf eine große Öffnung
unterhalb der Fahrbahnplatte. Etwa im oberen Drittelspunkt der
Pfeiler ist eine kreisrunde Öffnung mit einem Durchmesser von 2,8
m angeordnet.
Die Pfeiler in den Achsen 1 und 7 bis 9 werden als in die
Fundamente eingespannte Kragstützen vorgesehen. Die
Abmessungen betragen am Pfeilerkopf 2,0 m in
Brückenlängsrichtung und weisen wie die eingespannten Stützen
eine Verbreiterung zum Fundament hin auf. Die Pfeilerköpfe sind so
ausgebildet, dass Pressen zur Lagerauswechslung eingebaut
werden können. Aus gestalterischen Gründen erhalten die Pfeiler in
Querrichtung eine Profilierung mit einer Profiltiefe von 10 cm.
Herstellung und Bauzeit
Die gesamte Brücke wird als Stahlbetonkonstruktion in Ortbetonweise
hergestellt. Die Herstellung der Pfeiler erfolgt mit
Kletterschalung, für die Herstellung der Pfeilerköpfe und
Gabelstützen ist ein mehrfach einzusetzender Schalungssatz
vorgesehen. Die Widerlager werden mit konventioneller Schalung
errichtet. Die Herstellung des Überbaus erfolgt Feldweise mittels
einer Vorschubrüstung. Dadurch können die Eingriffe in die
Landschaft des Waschmühltals und insbesondere des
Baumbestandes auf ein Minimum reduziert werden. Die Montage
der Vorschubrüstung erfolgt beim Widerlager in Achse 0, so dass
die Brücke steigend errichtet wird. Die vertikalen Arbeitsfugen in
den einzelnen Bauabschnitten werden jeweils in die Fünftelspunkte
der Stützweiten und damit in den Bereichen der geringsten
Momentenbeanspruchung gelegt.
Die Bauzeit wird mit insgesamt 2 Jahren abgeschätzt.
Weitere Wettbewerbsarbeit

Ohne Rang
Verfasser
Bode, Ramm und Partner
Ingenieurbüro, Kaiserslautern
B+G Ingenieure
Bollinger und Grohmann GmbH, Frankfurt a.M.
schneider+schuhmacher
Architekturgesellschaft mbH
Bauwerksgestaltung
Die Brücke von Paul Bonatz überspannt schön und kraftvoll das
Waschmühltal. Klassizistisch in der Form und Materialität,
selbstverständlich in der Beziehung zur Landschaft, exemplarisch in
der handwerklichen Ausführung, elegant in dem Spiel von Licht und
Schatten zwischen den Bogenreihen.
Bei den Überlegungen für die Verbreiterung der A6 wurde zu dem
Schluss gelangt, dass die Lösung einer neuen Brücke, die funktional
und formal unabhängig von der Bonatz-Brücke wäre, diese
angenehme Wirkung der bestehenden Brücke unwiederbringlich
zerstören würde. Das Spiel von Licht und Schatten zwischen den
Bogenreihen würde endgültig verloren gehen.
Sorgfältige Untersuchungen des Trassenverlaufes und eine
Überprüfung der Verkehrsführung während der Bauphasen haben
Die Bonatz Brücke
Erweiterung der A6 durch Abdeckung
des Lichtspaltes und zusätzliche Brücke
deshalb dazu bewogen, die Verbreiterung der bestehenden Brücke
anstelle des Neubaus einer zusätzlichen Brücke vorzuschlagen.
Die vorgeschlagene Gestaltungslösung erhält zum einen in vollem
Umfang und aus beiden Blickrichtungen die Ansicht der
vorhandenen Arkaden.
Der neue Überbau wird von den Bögen gestalterisch abgehoben
und ist so zum einen als eigenständiges Bauwerk zu identifizieren,
tritt aber gestalterisch hinter das denkmalgeschützte
Bestandsbauwerk der Waschmühltalbrücke zurück. Dies gilt umso
mehr, als hier die neuen Widerlager hinter den Bestandswiderlagern
angeordnet werden, so dass auch die Ansicht der
natursteinverblendeten Widerlagerflügel erhalten bleibt.
Zum anderen bleibt die architektonische Wirkung des Lichtspaltes
zwischen den Bogenreihen erhalten und wird außerdem durch den
vorgesehenen Lichtspalt zwischen der neuen Fahrbahnplatte und
der Oberkante der Bogenreihen durch einen neuen Aspekt ergänzt.
Die beiden um 2,1 m aufgesattelten Fahrspuren kragen filigran über
die vorhandene steinverkleidete Konstruktion aus. Durch die
konstruktive Ausbildung scheint das neue Bauwerk über der
Steinbrücke zu schweben. Seine untere, weiß gefärbte Ansicht wird
durch das Licht erhellt, das durch den Spalt auf die Oberkante der
alten Brücke fällt und reflektiert wird.
Erweiterung durch Überbauung
Weitere Wettbewerbsarbeit

Tragkonstruktion
Der Überbau wird als Stahlverbundkonstruktion ausgebildet.
Bei der Entwicklung des Überbauquerschnitts wurde von einer
symmetrischen Ausbildung ausgegangen, wobei die Breite des
nördlichen, neuen Überbaus zugrunde gelegt wurde. Damit beträgt
die Überbaubreite jeder Fahrspur zwischen den Geländern 18,25 m.
Es ergibt sich eine Gesamtquerschnittsbreite einschließlich Kappen
von 41,5 m. Die Aufweitung des Querschnitts beträgt 3,0 m
symmetrisch zur Achse.
In den Viertelspunkten der Bögen werden in regelmäßigem Abstand
von 11,35 m Stahlquerträger angeordnet, die auf zwei Lagern
jeweils mittig in den Achsen der beiden Bogenreihen aufgelagert
werden. Die Lagerspreizung beträgt 12,50 m und die beiderseitige
Kragarmlänge 13,85 m.
Die Querträger weisen einen gevouteten Kastenquerschnitt mit
einer minimalen Bauhöhe von ca. 50 cm an der Kragarmspitze
sowie einer maximalen Bauhöhe von 2,20 m über den Lagern auf.
Die Untergurtbreite beträgt 90 cm, die Breite des Obergurts
dagegen 1,20 m.
Die Stege werden durch Längs- und Quersteifen so ausgesteift,
dass der volle Querschnitt als mittragend angesehen werden kann.
Das Schlankheitsverhältnis lk/h am Kragarmanschnitt beträgt damit
ca. 6,5.
Die Längsträger weisen untereinander einen Abstand von 1,45 m
auf und besitzen einen kastenförmigen Querschnitt. Die Trägerhöhe
beträgt 50 cm.
Die Betonfahrbahnplatte besteht aus Fertigteilen, die auf die
Längsträger aufgelegt werden und die von Querträger zu Querträger
spannen. Damit kann auf eine Schalung der Betonplatte verzichtet
Die Gesamtdicke des schlaff bewehrten Betonquerschnitts beträgt
30 cm.
Weitere Wettbewerbsarbeit

Somit ergibt sich einschließlich der 30 cm dicken Verbundplatte ein
Schlankheitsverhältnis von l/h = 11,35 / 0,80 =14,2.
Um die Auflagerkräfte aus dem Überbau nicht in das hierfür nicht
ausreichend tragfähige Mauerwerk des Bogens einzuleiten, wird
eine neue Stahlbetonsprengwerkkonstruktion in die vorhandenen
Bogenreihen eingebaut. Diese Konstruktion nimmt pro Bogenreihe
die Überbaulasten aus je zwei Querträgerachsen auf und trägt die
Lasten direkt in die Kämpferpunkte des Bogens am Pfeilerkopf ab.
Sprengwerk und Bogen werden außerhalb der Kämpferbereiche
durch eine weiche Zwischenschicht von den Bögen entkoppelt.
Nennenswerte Zwangsbeanspruchungen treten im Sprengwerk
nicht auf, da Verformungen in Brückenlängsrichtung durch die
faltwerksartige Tragwirkung aufgenommen werden können
(Ziehharmonikaeffekt).
Die aus unsymmetrischer Belastung der Sprengwerke entstehenden
Horizontalkräfte am Einleitungspunkt in den vorhandenen
Querschnitt können auch von den hohen Talpfeilern am Pfeilerfuß
aufgenommen werden, ohne dass hier eine klaffende Fuge entsteht.
Herstellung und Bauzeit
Zur Gewährleistung einer zweispurigen Verkehrsführung in jeder
Fahrtrichtung wird folgender Bauablauf gewählt:
Herstellung des nördlichen Überbaus in seitlich verschobener Lage
auf Hilfspfeilern.
Umlegung des Verkehrs auf diesen Überbau.
Umbau der vorhandenen Unterbauten.
Aufbau des neuen südlichen Überbaus auf den ertüchtigten Pfeilern
und Hilfsabstützung im Kragarmbereich.
Umlegung des Verkehrs auf den südlichen Überbau.
Querverschub des nördlichen Überbaus und Verbindung der
Querträger zwischen den Überbauten.
Die voraussichtliche Gesamtbauzeit bis zur vollständigen
Fertigstellung beträgt ca. 2,5 Jahre.
Weitere Wettbewerbsarbeit

Ohne Rang
Verfasser
Karl Jasch
Ingenieurbüro für Bauwesen, Kaiserslautern
Prof. Dr. sc. techn. Dr.-Ing. E.h. Christian Menn
Consulting engineer, Chur (Schweiz)
Bauwerksgestaltung
Die neue Brücke ist ein eigenständiges Bauwerk, bestehend aus
einem längsvorgespannten, über 13 Felder durchlaufenden
Fahrbahnträger. Sie hat als vorherrschendes Trag- und
Gestaltungselement über der Morlauterer Straße zwei parallele, die
Fahrbahn tragende, 90 m weit gespannte Stahlbögen, die sich als
neues Element von der alten Brücke abheben und gleichzeitig beide
Brücken in Ihrer Form und deren Materialien hervorheben. Auf diese
Stahlbögen ist der Fahrbahnträger aufgeständert. Das Konzept
wurde auch für die Vorlandbrücken übernommen, der Überbau wird
mit gleich bleibendem Querschnitt weitergeführt und auf schlanken
Einzelstützen gelagert. Dadurch wird die Sicht auf die bestehende
Brücke uneingeschränkt gewährleistet. Durch die feinen
Einzelstützen (keine Pfeilerscheiben) ist keine Ausrichtung der
Stützen auf die bestehende Konstruktion erforderlich.
Die neue Brücke zeichnet sich durch ihre filigrane Gestaltung aus,
fügt sich harmonisch in die Landschaft ein und nimmt durch ihre
Transparenz Rücksicht auf die vorhandene Waschmühltalbrücke.
Mit den Bögen aus rotem Sandstein der vorhandenen Brücke
harmonieren die leichten stählernen Stabbögen und fügen sich
harmonisch in die hügelige Landschaft ein.
Die stählernen Bögen der neuen Brücke folgen weitgehend der
Stützlinie aus ständiger Last und vermitteln mit dem
aufgeständerten schlanken Fahrbahnträger den Eindruck eines
schwebenden Bauwerks. Die Stahlbögen sind aus runden
Hohlprofilen gefertigt. Diese Hohlprofile haben einen Durchmesser
von ca. 70 cm, was die schlanke Konstruktion unterstreicht.
So vertragen sich beide Bauwerke und der Fortschritt der
Brückenbaukunst zur Zeit der „Bonatzbrücke“ bis heute ist
eindrucksvoll dokumentiert.
Die Verbindungslinie der Bogenkämpfer verläuft parallel zum
Fahrbahnträger, wodurch eine ästhetische Konstruktion entsteht.
Weitere Wettbewerbsarbeit

Tragkonstruktion
Als Tragkonstruktion des Überbaus wird eine dreizehnfeldrige
Spannbetonbrücke gewählt. Die Stützweiten betragen 13,0 / 5 x
18,0 / 16,9 / 18,0 / 20,0 / 18,0 / 16,9 / 18,0 / 17,1 [m] und die
Konstruktionshöhe beträgt 1,10 m.
Das zentrale Element der gesamten Tragkonstruktion sind zwei 88
m weit gespannte stählerne Stabbögen aus runden Hohlprofilen
MSH 711x50 mm, die sich über die Morlauterer Straße spannen
und dort den aufgeständerten Fahrbahnträger tragen. Die
Bogenachse entspricht weitgehend der Stützlinie aus ständiger
Last.
Um die beiden Stabbögen geringst möglich zu belasten, ist der
Überbauträger als schlanker vorgespannter zweistegiger
Plattenbalken mit Kragarmen vorgesehen. Die Plattenbalken haben
einen Achsabstand von 8,835 m, an der Unterkante eine Breite von
1,80 m und eine konstante Höhe von 1,10 m. Mit diesen
Querschnittsabmessungen ist eine hohe Dauerhaftigkeit
sichergestellt.
Die Balkenstege sind gegen die Fahrbahnplatte leicht angevoutet.
Zur besseren Querverteilung werden über den Auflagerachsen
Querträger angeordnet.
Diese Querträger bewirken außerdem eine zweiseitige
Lastabtragung der Fahrbahnplatte zwischen den Hauptträgern,
sodass die Fahrbahnplatte zwischen den Stegen mit lediglich 25 cm
Dicke ausgeführt werden kann.
Die Breite des Überbaues beträgt 18,935 m inklusive der
Gesimskappen, die mit einer Breite von 2,185 m (Nordseite) bzw.
2,00 m (Südseite) vorgegeben sind.
Der Fahrbahnträger ist längs mit Spanngliedern im Verbund
vorgespannt und in Querrichtung schlaff bewehrt.
Zur Unterstützung des Fahrbahnträgers auf den beiden parallelen
Stahlbögen sind 4 Unterstützungspaare aus Stahlhohlprofilen MSH
298,5x40 und im weiteren Verlauf östlich sechs und westlich zwei
schlanke Stützenpaare aus Stahlbeton vorgesehen.
Alle Stahlbetonstützen außer denen in Achse 1 und 2 sind
Rundstützen mit 65 cm Durchmesser, die biegesteif mit dem
Überbau verbunden sind und aufgrund ihrer Schlankheit die
horizontalen Bewegungen des Überbaus mitmachen.
Die Stützen in den Achsen 1 und 2 sind zu weit vom Festpunkt
Widerlager Achse 50 entfernt, um die Bewegungen des Überbaus
als fest verbundene Stützen aufzunehmen. Es werden daher am
Stützenkopf allseits bewegliche Kalottengleitlager angeordnet.
Diese Stützen müssen mit einem Durchmesser von 75 cm
Weitere Wettbewerbsarbeit
ausgeführt werden. Weitere Wettbewerbsarbeit

Herstellung und Bauzeit
Im ersten Bauabschnitt wird die Stahlkonstruktion des Bogens
errichtet. Dabei wird eine Überhöhung für ständigen Lasten und
anteilige Verkehrslasten vorgehalten, damit nach Aufbringen dieser
Lasten die Sollgeometrie des Bogen entsteht.
Das Traggerüst wird auf dem durch Montageverbände ausgesteiften
Stahlbogen möglichst nahe an den Knoten abgelastet.
Der ersten Betonierabschnitt (BA1) beginnt in der Mitte des Bogens
und führt gleichmäßig nach außen. Damit werden einseitige
Laststellung während der Betonage vermieden. Nach Fertigstellung
der Betonage des 1. BA kann die Vorspannung beidseitig
aufgebracht werden.
Ist die Vorspannung des 1. BA aufgebracht wird das Traggerüst
zurückgebaut. Die Montageverbände bleiben erhalten. Die weiteren
Bauabschnitte werden auf den zwischenzeitlich betonierten Stützen
und Widerlagern betoniert und vorgespannt.
Die Bauzeit wird mit einem Jahr veranschlagt.
Weitere Wettbewerbsarbeit