Gutachten zum Tausendfüßler (pdf 6,6 MB) - Ministerium für ...
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Gutachterliche Untersuchung<br />
„<strong>Tausendfüßler</strong>“ in Düsseldorf auf seine<br />
Erhaltbarkeit und fortdauernde Nutzbarkeit<br />
als Autohochbrücke und Baudenkmal
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 2<br />
Inhaltsverzeichnis<br />
1. Vorgang und Gegenstand des <strong>Gutachten</strong>s 6<br />
2. Bauwerksbeschreibung 8<br />
3. Grundlagen / mitverwendete Unterlagen 13<br />
3.1 Zusammenstellung mitverwendte Unterlagen 13<br />
3.2 Auswertung vorhandene Unterlagen 14<br />
4. Ortsbesichtigungen 19<br />
5. Erhaltungszustand 20<br />
5.1 Allgemeines 20<br />
5.2 Zustandserfassung 20<br />
5.2.1 Vorgehensweise 20<br />
5.2.2 Überprüfen der Blechdicken der Stützenfüße mittels Ultraschall 21<br />
5.2.3 Freilegen und Begutachtung von Spanngliedern an 4 Untersuchungsfenstern an<br />
der Fahrbahnoberfläche 23<br />
5.2.4 Entnahme von Bohrmehlproben zur Chloriduntersuchung 27<br />
5.2.4 Feststellungen Zustandsfeststellung vor Ort 29<br />
5.3 Rechnerische Analyse des Bestandes 38<br />
5.3.1 Allgemeines 38<br />
5.3.2 Nachrechnung status quo 39<br />
5.3.2.1 Allgemeines 39<br />
5.3.2.2 Beurteilung der Tragfähigkeit 40<br />
5.3.2.3 Beurteilung der Gebrauchstauglichkeit 42<br />
5.3.3 Zusammenfassung 43<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 3<br />
5.4 Zusammenfassung Zustandserfassung 44<br />
6. Bewertung Bestand 46<br />
6.1 Allgemeines 46<br />
6.2 Bausubstanz 46<br />
6.2.1 Schadensursachen 46<br />
6.2.2 Schadensbewertung 50<br />
6.3 Konstruktion und bauliche Durchbildung 53<br />
6.3.1 Allgemeines 53<br />
6.3.2 Tragkonstruktion 54<br />
6.3.2.1 Überbau 54<br />
6.3.2.2 Lagerung 55<br />
6.3.2.3 Stützen 55<br />
6.3.2.4 Widerlager 56<br />
6.3.3 Brückenausstattung, Entwässerung 56<br />
6.3.4 Zusammenfassung 56<br />
6.4 Nutzung und Betrieb 57<br />
6.4.1 Allgemeines 57<br />
6.4.2 Schutzeinrichtungen 58<br />
6.4.2.1 Vorhandene Schutzeinrichtungen 58<br />
6.4.2.2 Zusätzlich erforderliche Schutzeinrichtungen 59<br />
6.4.3 Zusammenfassung 65<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 4<br />
6.5 Schlussfolgerungen 66<br />
7. Notwendige Sanierungsmaßnahmen 67<br />
7.1 Allgemeines 67<br />
7.2 Instandsetzungsmassnahmen 67<br />
7.3 Ertüchtigung und Verstärkung 72<br />
7.3.1 Allgemeines 72<br />
7.3.2 Variante 1 - Grundhafte Ertüchtigung 72<br />
7.3.3 Erweiterte Verstärkung 74<br />
7.3.4 Diskussion und Ausblick 77<br />
8. Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen 80<br />
8.1 Kosten Instandsetzung und Ertüchtigung 80<br />
8.2 Kosten Ersatzneubau 80<br />
8.3 Wirtschaftlichkeitsberechnung nach RI-WI-BRÜ 81<br />
8.3.1 Allgemeines 81<br />
8.3.2 Problemdarstellung und Zielformulierung 81<br />
8.3.3 Entwicklung und Erläuterung der zu untersuchenden Varianten 82<br />
8.3.4 Entwicklung und Erläuterung der zu untersuchenden Varianten 87<br />
8.3.5 Bewertung nicht monetarisierbarer Aspekte 88<br />
8.3.5.1 Allgemeines 88<br />
8.3.5.2 Bewertungskriterien 88<br />
8.3.5.3 Bewertungsmatrix 90<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 5<br />
8.4 Zusammenfassung 90<br />
9. Denkmalverträglichkeit 92<br />
9.1 Allgemeines 92<br />
9.2 Städtebauliche Aspekte 92<br />
9.3 Gestalt und Erscheinungsbild 93<br />
9.4 Gesamtbewertung 94<br />
10. Zusammenfassung 95<br />
Anlagen 96<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 6<br />
1. Vorgang und Gegenstand des <strong>Gutachten</strong>s<br />
Im Stadtzentrum von Düsseldorf wird die Kaiserstraße bzw. die Hofgartenstraße mit der<br />
Hochstraße Jan-Wellem-Platz über die Schadowstraße und die Gleise der Rheinbahn AG<br />
überführt.<br />
Die Hochstraße stellt eine wichtige Verkehrsbeziehung innerhalb der Stadt Düsseldorf dar.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Lageplan „<strong>Tausendfüßler</strong>“<br />
Bei dem Bauwerk handelt es sich um einen längs- und quer vorgespannten Betondurch-<br />
laufträger über eine Gesamtlänge von insgesamt ca. 670 m.<br />
Nähere Angaben zu dem bestehenden Bauwerk sind dem Kapitel 2 zu entnehmen.<br />
Das Brückenbauwerk Hochstraße/Jan-Wellem-Platz (im weiteren „<strong>Tausendfüßler</strong>“ genannt)<br />
wurde 1993 als Verkehrsdenkmal in die Denkmalliste der Stadt Düsseldorf eingetragen.<br />
Die Stadt Düsseldorf plant im Zuge einer städtebaulichen und verkehrlichen Neuordnung mit<br />
Bau des „Kö-Bogens“ den Abriss des <strong>Tausendfüßler</strong>s.<br />
Zu dem Abrissantrag der Stadt Düsseldorf konnte mit dem LVR-Amt <strong>für</strong> Denkmalpflege im<br />
Rheinland (denkmalpflegerisches Fachamt des Landschaftverbandes Rheinland) kein<br />
Benehmen hergestellt werden.<br />
Aus diesem Grund wurde der Minister <strong>für</strong> Wirtschaft, Energie, Bauen, Wohnen und Verkehr<br />
NRW als oberste Denkmalbehörde um eine Entscheidung zu dem Abrissantrag gebeten.<br />
Um die Entscheidung des Ministers <strong>für</strong> Wirtschaft, Energie, Bauen, Wohnen und Verkehr<br />
NRW als oberste Denkmalbehörde vorzubereiten, dem Abrissbegehren der Stadt Düsseldorf<br />
stattzugeben, oder den <strong>Tausendfüßler</strong> zu erhalten, soll ein <strong>Gutachten</strong> Aufschluss über den
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 7<br />
Erhaltungszustand, die notwendigen Sanierungsmaßnahmen und die damit verbundenen<br />
Kosten, die Auswirkungen der Sanierungsmaßnahmen auf die Denkmaleigenschaften und<br />
die baulich-gestalterische Konstruktion geben.<br />
Mit Schreiben vom 12. Februar 2012 hat das <strong>Ministerium</strong> <strong>für</strong> Wirtschaft, Energie, Bauen,<br />
Wohnen und Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen das Ingenieurbüro Leonhardt, Andrä<br />
und Partner beauftragt, diese Gutachterliche Untersuchung am „<strong>Tausendfüßler</strong>“ in<br />
Düsseldorf vorzunehmen.<br />
Die gutachterliche Untersuchung betrachtet im Einzelnen folgende Punkte:<br />
Textliche, bildliche und, wenn nötig, zeichnerische Darstellung des Erhaltungs-<br />
zustandes<br />
Formulierung notwendiger Sanierungsvorschläge zu den einzelnen Schadensbildern<br />
Kostenschätzung der erforderlichen Sanierungs- und Instandsetzungsvorschläge<br />
Wirtschaftlichkeitsberechnung nach der „Richtlinie zur Durchführung von<br />
Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen im Rahmen von Instandsetzungs-/<br />
Erneuerungsmaßnahmen bei Straßenbrücken“ (RI-WI-BRÜ) unter Berücksichtigung<br />
eines in Funktion und Größe vergleichbaren Ersatzneubau<br />
Überprüfen der Sanierungsmaßnahmen hinsichtlich der Denkmalverträglichkeit<br />
Darstellung etwaiger Auswirkungen auf die funktionale Nutzbarkeit des Bauwerks.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 8<br />
2. Bauwerksbeschreibung<br />
Die Hochstraße Jan-Wellem-Platz liegt im Herzen Düsseldorfs und überführt die<br />
Kaiserstraße bzw. Hofgartenstraße kreuzungsfrei über den Jan-Wellem-Platz einschließlich<br />
der Schadowstraße und den Gleisen der Rheinbahn AG.<br />
Das Bauwerk stellt eine wichtige Nord-Süd-Beziehung im Straßennetz der Stadt Düsseldorf<br />
dar.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Lage im Straßennetz der Stadt Düsseldorf<br />
Das Bauwerk wurde 1960 bis 1962 im Zuge der Gesamtbaumaßnahme des Jan-Wellem-<br />
Platz-Komplexes erstellt.<br />
Bei dem Überbau handelt es sich um einen mehrfeldrigen Durchlaufträger. Die Hauptbrücke<br />
gabelt sich am südlichen Ende auf 2 Einzelrampen auf.<br />
Die Hauptbrücke hat eine Länge von ca. 255 m, die Rampenäste von ca. 135 m bzw. 144<br />
m. Die Stützweiten variieren zwischen 19,65 m und 25 m. Der Überbau ist als längs- und<br />
quervorgespannter Betonquerschnitt ausgebildet.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 9<br />
An der Hauptbrücke ist die Brückenuntersicht doppelbauchig ausgebildet und durch<br />
Querträger im Abstand von 3 m ausgesteift. Die Rampen haben einen einfachen<br />
Wellenquerschnitt.<br />
Die Konstruktionshöhe der Hauptbrücke sowie der Rampen beträgt durchweg max. 1,0 m.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Querschnitt Hauptbrücke<br />
Querschnitt Rampe<br />
Die Stützen der Hochstraße sind als Stahlkonstruktion ausgeführt. An der Hauptbrücke sind<br />
die Stützen y-förmig, an den Rampen mit rechteckigen Kastenquerschnitten hergestellt. Die<br />
Widerlager stellen aufgelöste Stahlbetonkonstruktionen dar.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 10<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Bestandsübersichtszeichnung
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 11<br />
Nachfolgend werden die wichtigsten Bauwerksdaten <strong>für</strong> die Hochstraße Jan-Wellem-Platz<br />
aufgeführt:<br />
Bauart: Balkenbrücke aus Spannbeton<br />
Brückenklasse DIN: 30 (DIN 1072)<br />
MLC: 40/20 (Räder)<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
40/24 (Rampe)<br />
Einzelstützweiten Gesamtlänge: Hauptbrücke:<br />
19,65 – 23,978 – 25,004 – 24,997 – 25,00<br />
-20,00 – 25,00 – 23,00 – 23,00 – 23,001<br />
-23,00 m = 255,63 m<br />
Rampe Berliner Allee:<br />
22,997 – 19,70 – 19,708 – 25,003 – 25,005 – 22,652 m<br />
= 135,065 m<br />
Rampe Immermannstraße:<br />
22,998 – 24,50 – 24,501 -25,00 – 24,999 – 22,649 m =<br />
144,647 m<br />
Breite zwischen den Geländern: Hauptbrücke: 11,90 m<br />
Rampen: 8,90 m<br />
Fahrbahnbreite: Hauptbrücke: 10,50 m<br />
Rampen: 7,50 m<br />
Gesamtbreite: Hauptbrücke: 12,90 m<br />
Brückenfläche: 5.581 m²<br />
Rampen: 9,90 m<br />
Gründung: Flachgründung der Pfeiler und der Widerlager<br />
Unterbauten: Widerlager:<br />
Aufgelöste Stahlbetonkonstruktionen<br />
Stützen Hauptbrücke:<br />
Y-förmige Stahlhohlkonstruktionen<br />
Stützen Rampen:<br />
Rechteckige Stahlhohlkonstruktionen<br />
Überbau: Der Überbau ist als längs- und quer vorgespannte Platte<br />
mit veränderlicher Bauhöhe in Beton B450 ausgeführt.<br />
Die Spannstahlgüte beträgt St 80/105.<br />
Die Bauhöhe ist über den Querschnitt veränderlich und<br />
beträgt max. 1,0 m.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 12<br />
Lager: Die Stützen Achse 10 und 11 in Brückenmitte sind oben<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
im Überbau und unten im Fundament fest eingespannt.<br />
Die benachbarten Stützen in den Achsen 12, 13 und 14<br />
(Rampen) und in den Achsen 8 und 9 (Hauptbrücke)<br />
sind nur unten eingespannt und oben am Überbau<br />
gelenkig gelagert. Alle anderen Stützen sind unten und<br />
oben gelenkig gelagert. Als Gelenke sind oben Stahl-<br />
kugelgelenke eingebaut; unten haben die Stützenfüße je<br />
2 Neotopflager.<br />
Übergangskonstruktionen: An allen Widerlagern sind wasserdichte Traversenüber-<br />
gangskonstruktionen mit jeweils 3 Profilen eingebaut.<br />
Abdichtung/Belag: 0,5 – 2 cm dicker Murafan-Estrich<br />
Anstrich der Betonoberfläche mit Bitumenemulsion<br />
4 cm Asphaltfeinbinder<br />
3 cm Asphaltfeinbeton mit Basalt- und Moränensplitt<br />
Schutzeinrichtungen: Absturzsicherung mittels 2 durchlaufenden Seilen Ø 26<br />
mit Stahlpfosten im Abstand von ca. 3 m<br />
Betonleitschwelle mit h = 33 cm am Fahrbahnrand<br />
Brückenabläufe: Brückenabläufe sind über einbetonierte Querleitungen<br />
DN 100 an einbetonierten Längsleitungen DN 200<br />
angeschlossen. Die Längsleitungen sind an den<br />
Widerlagern an die Kanalisation angeschlossen.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 13<br />
3. Grundlagen / mitverwendete Unterlagen<br />
3.1 Zusammenstellung mitverwendeter Unterlagen<br />
Für die Durchführung der gutachterlichen Untersuchung wurden uns von der Stadt<br />
Düsseldorf folgende Unterlagen zur Verfügung gestellt:<br />
1) Gutachterliche Stellungnahme <strong>zum</strong> Denkmalwert vom 08.10.1991<br />
(Verfasser: Rheinisches Amt <strong>für</strong> Denkmalpflege)<br />
2) Vorstudie zu erforderlichen Instandsetzungsmaßnahmen / Erneuerungen an der<br />
Hochstraße Jan-Wellem-Platz vom 04.11.2011<br />
(Verfasser: Ingenieurbüro Grassl GmbH)<br />
3) Hochstraße Jan-Wellem-Platz Düsseldorf - Eine Hochstraße in der Innenstadt<br />
Stadtbaudirektor Dipl.-Ing. R. Auberlein und Städt. Oberbaurat Dipl.-Ing. E. Beyer<br />
Sonderdruck aus Straße und Autobahn, Heft 9/1962<br />
4) Konstruktion, Berechnung und Modellversuche <strong>für</strong> einen ungewöhnlichen<br />
Spannbetonquerschnitt<br />
Baurat Dipl.-Ing. Hans-Joachim Ernst, Düsseldorf und D. Feder, M.S., Technische<br />
Hochschule Stuttgart, Institut <strong>für</strong> Spannungsoptik und Modellmessungen<br />
Sonderdruck aus „Der Bauingenieur“, 37. Jhg. (1962)<br />
5) <strong>Gutachten</strong> Düsseldorf Hochstraße Jan-Wellem-Platz – Berliner Allee /<br />
Immermannstraße, sog. „<strong>Tausendfüßler</strong>“<br />
(Verfasser: Dr. phil. Geerd Dahms, M.A.)<br />
6) Statische Berechnung: Hochstraße Jan-Wellem-Platz, Nachweis von fünf<br />
Koppelfugen gemäß Handlungsanweisung<br />
(Verfasser: Ingenieurbüro Grassl GmbH)<br />
7) Bericht: Untersuchung des Chloridgehaltes des Betons der Oberseite der<br />
Fahrbahnplatte an der Hochstraße Jan-Wellem-Platz<br />
(Verfasser: Ingenieurbüro Grassl GmbH)<br />
8) Protokoll der Hauptprüfung nach DIN 1076 im Jahr 2006<br />
(Verfasser: Ingenieurbüro Grassl GmbH)<br />
9) Protokoll der Einfachen Prüfung nach DIN 1076 im Jahr 2009<br />
(Verfasser: Ingenieurbüro Grassl GmbH)<br />
10) Bericht: Sonderprüfung der Lager in den Stützengelenken der Hochstraße Jan-<br />
Wellem-Platz<br />
(Verfasser: Ingenieurbüro Grassl GmbH)<br />
11) Bauwerksbuch nach DIN 1076 zu BW 205<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 14<br />
12) Bestandspläne des Bauwerks<br />
13) Bestandsstatik des Bauwerks Film 1-3<br />
14) Fotodokumentation vom Bau der Brücke (1 Ordner)<br />
15) Statische Berechnung und Ausführungszeichnung <strong>für</strong> die Montage eines<br />
Verkehrshinweisschildes (2003)<br />
16) Vergabe- und Ausführungsunterlagen Umbau Übergangskonstruktion Auffahrt<br />
Hochgartenstraße (1998/1999)<br />
17) Statische Berechnung und Ausführungszeichnungen Erneuerung Übergangs-<br />
konstruktionen + Lager an den Rampen (2001)<br />
18) Baugrunduntersuchung, Gründungsberatung 66/04 Projekt Kö-Bogen; Stand<br />
20.11.2009<br />
(Verfasser: Geoteam Ingenieurgesellschaft mbH)<br />
Weiterhin wurden u.a. folgende Unterlagen und Vorschriften mitverwandt:<br />
19) Richtline zur Nachrechnung von Straßenbrücke im Bestand (Nachrechnungsrichtlinie)<br />
des BMVBS, Stand 05/2011<br />
20) Richtlinie zur einheitlichen Erfassung, Bewertung, Aufzeichnung und Auswertung von<br />
Ergebnissen der Bauwerksprüfungen nach DIN 1076 (RI-EBW-PRÜF) des BMVBS<br />
21) Richtlinien <strong>für</strong> das Aufstellen von Bauwerksentwürfen (RAB-ING) des BMVBS<br />
22) Richtzeichnungen <strong>für</strong> Ingenieurbauten der BASt, Stand Dezember 2011<br />
23) Zusätzliche technische Vertragsbedingungen und Richtlinien <strong>für</strong> Ingenieurbauten<br />
(ZTV-ING) der BASt, Stand 04/2010<br />
24) Richtlinie zur Durchführung von Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen im Rahmen von<br />
Instandsetzungs-/Erneuerungsmaßnahmen bei Straßenbrücken (RI-WI-BRÜ) des<br />
BMVBS<br />
25) Leitfaden objektbezogene Schadensanalyse (OSA) des BMVBS<br />
26) Richtlinien <strong>für</strong> den passiven Schutz an Straßen durch Fahrzeugrückhaltesysteme<br />
(RPS) der FGSV, Ausgabe 2009<br />
3.2 Auswertung vorhandene Unterlagen<br />
Nachfolgend wird die Auswertung der vorhandenen Unterlagen kurz zusammengefasst:<br />
Bericht: Untersuchung des Chloridgehaltes des Betons der Oberseite der<br />
Fahrbahnplatte an der Hochstraße Jan-Wellem-Platz (Verfasser: Ingenieurbüro Grassl<br />
GmbH)<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 15<br />
Vom IB Grassl wurden 2011 Chloriduntersuchungen an dem Beton der Fahrbahnplatte<br />
durchgeführt.<br />
Nachfolgend ist die Lage der Untersuchungsstellen dargestellt:<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Lage Untersuchungsstellen Chlorid IB Grassl<br />
Nachfolgend sind die Ergebnisse der Untersuchung kurz zusammengefasst:<br />
- 2 Stellen ohne Belastung<br />
- 2 Stellen mit erheblicher Belastung bis 6 cm Tiefe<br />
- Durchfeuchtungen an Fahrbahnplatte<br />
- Geschädigte Bewehrungseisen<br />
- Abdichtungsaufbau schadhaft / fehlende Abdichtung.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 16<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Ergebnisse Chloriduntersuchung IB Grassl<br />
Bericht: Sonderprüfung der Lager in den Stützengelenken der Hochstraße Jan-<br />
Wellem-Platz (Verfasser: Ingenieurbüro Grassl GmbH)<br />
Vom IB Grassl wurden 2010 Sonderprüfungen an den Lagern der Stützen Achse 1 bis 7 der<br />
Hauptbrücke durchgeführt.<br />
Nachfolgend ist die Lage der Untersuchungsstellen dargestellt:<br />
Übersicht Achsen / Lager
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 17<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Auszug Bestandspläne Lager<br />
Nachfolgend sind die Ergebnisse der Untersuchung kurz zusammengefasst:<br />
- Erschwerte Zugänglichkeit Lager<br />
- Korrosion an den Lagertöpfen<br />
- Korrosion und Blattrostbildung in den Kippspalten<br />
- Austretende Topfmasse<br />
Schadensbilder Lager aus Untersuchung IB Grassl<br />
Statische Berechnung: Hochstraße Jan-Wellem-Platz, Nachweis von fünf Koppelfugen<br />
gemäß Handlungsanweisung (Verfasser: Ingenieurbüro Grassl GmbH)<br />
Vom IB Grassl wurden 2010 nach der Handlungsanweisung der BASt 5 Koppelfugen des<br />
Bauwerks nachgewiesen.<br />
Nachfolgend ist die Lage der untersuchten Koppelfugen dargestellt:
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 18<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Lage untersuchte Koppelfugen – IB Grassl<br />
Das Ergebnis der Untersuchungen ist nachfolgend zusammengefasst:<br />
Zusammenfassung Untersuchung Koppelfugen IB Grassl
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 19<br />
4. Ortsbesichtigungen<br />
Im Zuge der Bearbeitung des <strong>Gutachten</strong>s sowie im Vorfeld fanden die nachfolgend<br />
aufgeführten Ortstermine statt:<br />
Ortstermin am 07.02.2012<br />
Anwesend: Herr Höfler - IB Leonhardt, Andrä und Partner<br />
Besichtigung Örtlichkeit im Zuge der Angebotsbearbeitung<br />
Ortstermin am 27.03.2012<br />
Anwesend: Herr Lehmann - IB Leonhardt, Andrä und Partner<br />
Herr Greve - IB Leonhardt, Andrä und Partner<br />
Besichtigung Örtlichkeit, Vorbereitung Materialuntersuchungen und Zustandserfassung<br />
Ortstermin vom 02.04.2012 – 05.04.2012<br />
Anwesend: Herr Lehmann - IB Leonhardt, Andrä und Partner<br />
Herr Greve - IB Leonhardt, Andrä und Partner<br />
Herr Eilzer - IB Leonhardt, Andrä und Partner (nur am 04.04.2012)<br />
Herr Schmitz - Amt <strong>für</strong> Verkehrsmanagement (zeitweise)<br />
Herr Wöstmann - Amt <strong>für</strong> Verkehrsmanagement (zeitweise)<br />
Nachunternehmer <strong>für</strong> Materialuntersuchungen und Verkehrssicherung:<br />
o ZID<br />
o Fa. Wayss + Freytag<br />
o Baustofflabor FH Köln<br />
o B.A.S. Verkehrstechnik AG<br />
Zustandserfassung und Materialuntersuchungen am Bauwerk.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 20<br />
5. Erhaltungszustand<br />
5.1 Allgemeines<br />
Um den Zustand des Brückenbauwerkes <strong>Tausendfüßler</strong> möglichst vollständig zu erfassen,<br />
wurde eine ganzheitliche Herangehensweise in Form eines dualen Bearbeitungssystems<br />
gewählt.<br />
Auf der „empirischen“ Seite erfolgte die Auseinandersetzung mit der (Bau-)Substanz vor Ort<br />
(Kap. 5.2 Zustandserfassung), auf der „analytischen“ Seite durch die statisch-konstruktive<br />
Beschäftigung mit dem Bestand (Kap. 5.3 Rechnerische Analyse des Bestandes).<br />
Im Kapitel 5.4 werden die Ergebnisse der Untersuchungen <strong>zum</strong> Erhaltungszustand<br />
zusammengefasst.<br />
5.2 Zustandserfassung<br />
5.2.1 Vorgehensweise<br />
Zur Bewertung und Einschätzung der vorhandenen Bausubstanz wurde eine umfassende<br />
Zustandserfassung durchgeführt.<br />
Im Zuge der Grundlagenermittlung erfolgte zunächst eine Sichtung der vorhandenen<br />
Bestandsunterlagen (statische Berechnung, Bestandspläne, Bauwerksbuch etc.), der<br />
Prüfberichte der letzten Hauptprüfungen und der Unterlagen über bereits durchgeführte<br />
Instandsetzungsmaßnahmen.<br />
Auf dieser Grundlage wurden Vorgaben <strong>für</strong> die Zustandserfassung vor Ort in Form von<br />
Schadensskizzen, Messprotokolle etc. erstellt und die Zustandserfassung in Anlehnung an<br />
eine Hauptprüfung nach DIN 1076 umgesetzt.<br />
In den Bereichen über den unterführten Straßen und über den Gleisen der Rheinbahn AG<br />
wurde eine intensive Sichtprüfung durchgeführt, in den weiteren Bereichen in Form einer<br />
handnahen Prüfung unter Einsatz eines Hubsteigers.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 21<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Lage der Untersuchungsbereiche<br />
Die Zustandserfassung erfolgte von 02.04.2012 bis 05.04.2012 unter Beteiligung von Herrn<br />
Dipl.-Ing. Thomas Lehmann und Herrn Dipl.-Ing. Jens Greve.<br />
Die festgestellten Schäden an dem Bauwerk wurden dokumentiert und mittels des EDV-<br />
Programm-System SIB-Bauwerke als Sonderprüfung nach DIN 1076 erfasst. Der Bericht der<br />
Sonderprüfung liegt als Anlage 1 bei. Die Schadensskizzen der letzten Hauptprüfung wurden<br />
mit den neuen Erkenntnissen fortgeschrieben und liegen als Anlage 2 bei. Weiterhin wurden<br />
folgende zusätzlichen Materialuntersuchungen durchgeführt:<br />
- Überprüfen der Blechdicken der Stützenfüße mittels Ultraschall<br />
- Freilegen und Begutachtung von Spanngliedern an vier Untersuchungsfenstern an<br />
der Fahrbahnoberfläche<br />
- Entnahme von Bohrmehlproben zur Chloriduntersuchung.<br />
Diese Untersuchungen werden nachfolgend näher erläutert:<br />
5.2.2 Überprüfen der Blechdicken der Stützenfüße mittels Ultraschall<br />
Die Untersuchung der Blechdicken der Stahlstützen erfolgte durch die Zinkberatung<br />
Ingenieurdienste GmbH aus Düsseldorf.<br />
Ziel der Untersuchungen war, Hinweise auf evtl. mögliche Abrostungen der Bleche in den<br />
Hohlkonstruktionen der Stützen zu erhalten.<br />
Es wurden an insgesamt 6 Stützen Messungen vorgenommen, und zwar in den Achsen 9H,<br />
11H, 13B, 15B, 15J und 16J.<br />
Die Lage der Messungen ist in der nachfolgenden Skizze dargestellt.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 22<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Lage Messtellen Ultraschalluntersuchungen<br />
Die Ergebnisse der Untersuchung sind in dem als Anlage 3 beigefügten Bericht<br />
dokumentiert. Bei vier Messstellen wurden keine Auffälligkeiten oder Hinweise auf<br />
rückseitige Korrosion festgestellt. Die gemessenen Blechdicken stimmen mit den<br />
Abmessungen in den Ausführungsplänen überein.<br />
An den Stützen in Achse 11H und 15J wurden dagegen Auffälligkeiten festgestellt. Es gibt<br />
vermutlich keine Rückseitenkorrosion, jedoch wurden Hinweise auf (erhebliche) Walzfehler<br />
oder große Einschlüsse sowie schwache Hinweise auf Rückseitenrauigkeit detektiert.<br />
Nachfolgend sind die Prüfergebnisse nochmals tabellarisch zusammengefasst:<br />
Mess<br />
ort<br />
Stütze<br />
Blechdicke<br />
Soll Messwert<br />
1 15B 40 mm<br />
40,58 mm; 40,59<br />
mm<br />
2 13 B 40 mm<br />
39,45 mm; 39,50<br />
mm<br />
MP1: 60,84 mm;<br />
23,02 mm; 23,68<br />
3 11 H 60 mm<br />
mm<br />
MP2: 61,87 mm;<br />
61,85 mm; 19,54<br />
mm; 15,39 mm<br />
Bemerkungen<br />
Keine Rückseitenkorrosion, keine<br />
besonderen Auffälligkeiten<br />
Keine Rückseitenkorrosion, keine<br />
besonderen Auffälligkeiten<br />
Vermutlich keine Rückseitenkorrosion,<br />
jedoch an beiden Messorten identische<br />
Hinweise auf erhebliche Walzfehler oder<br />
große Einschlüsse, schwache Hinweise auf<br />
Rückseitenrauigkeit
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 23<br />
4 9 H 40 mm<br />
5 15 J 40 mm<br />
6 16 J 40 mm<br />
Im Zuge der Untersuchungen an den Stahlstützen musste der Korrosionsschutz punktuell<br />
abgetragen werden. Hierbei haben sich die Angaben im Bauwerksbuch bestätigt, dass der<br />
Grundanstrich mit Bleimennige ausgeführt ist.<br />
5.2.3 Freilegen und Begutachtung von Spanngliedern an 4 Untersuchungsfenstern<br />
an der Fahrbahnoberfläche<br />
An der Oberseite der Fahrbahntafel wurden 4 Untersuchungsfenster angelegt, jeweils 2 im<br />
Bereich der Hauptbrücke und 2 auf den Rampen.<br />
Die Lage der Untersuchungsfenster ist in nachfolgender Skizze dargestellt:<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
40,69 mm; 40,55<br />
mm<br />
39,37 mm; 39,39<br />
mm; 16,75 mm;<br />
18,58 mm; 18,86<br />
mm<br />
39,28 mm; 39,25<br />
mm<br />
Lage Untersuchungsfenster Fahrbahnplatte<br />
Die Bauarbeiten <strong>für</strong> das Herstellen und Verschließen der Untersuchungsfenster erfolgten<br />
durch die Fa. Wayss + Freytag Ingenieurbau AG, Bereich Mitte, Düsseldorf. Für das<br />
Herstellen und Verschließen der Untersuchungsfenster musste eine entsprechende<br />
Verkehrssicherung aufgebaut werden. Dies erfolgte durch die Fa. B.A.S. Verkehrstechnik<br />
AG, Düsseldorf. Der Antrag auf die verkehrsrechtliche Anordnung sowie die<br />
Verkehrszeichenpläne liegen als Anlage 4 bei.<br />
Keine Rückseitenkorrosion, keine<br />
besonderen Auffälligkeiten<br />
Keine Rückseitenkorrosion, jedoch an beiden<br />
Messorten identische Hinweise auf<br />
erhebliche Walzfehler oder große<br />
Einschlüsse<br />
Keine Rückseitenkorrosion, keine<br />
besonderen Auffälligkeiten<br />
Nachfolgend sind die Feststellungen an den einzelnen Untersuchungsfenstern dokumentiert:
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 24<br />
Untersuchungsstelle U1:<br />
- Lage: 1,6 m neben dem Schrammbord<br />
- Belagsaufbau:<br />
Ausgleichsmörtel 3-6 mm<br />
Bitumenanstrich<br />
Asphaltbinder 44-47 mm<br />
Asphaltbeton 40 mm<br />
- Betonstahl angelaufen, nicht korrodiert<br />
- Spannstahl längs, Hüllrohr nicht verpresst, Stahl blank<br />
- Spannstahl quer, Hüllrohr angelaufen, voll verpresst<br />
Untersuchungsstelle U2<br />
- Lage: 0,8 m neben dem Schrammbord<br />
- Belagsaufbau:<br />
Ausgleichsmörtel 3 mm<br />
Bitumenanstrich<br />
Asphaltbinder 30 mm<br />
Asphaltbeton 20 mm<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Bilder Untersuchungsfenster U1<br />
- Betonstahl angelaufen, nicht korrodiert, obere Lage blank<br />
- Spannstahl quer, Hüllrohr angelaufen, voll verpresst
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 25<br />
Untersuchungsstelle U3<br />
- Lage: neben Schrammbord<br />
- Feuchtigkeit unter Belag / Abdichtung<br />
- Belagsaufbau:<br />
Ausgleichsmörtel 2-4 mm<br />
Bitumenanstrich<br />
Asphaltbinder 44-46 mm<br />
Asphaltbeton 50 mm<br />
- Betonstahl angelaufen, nicht korrodiert<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Bilder Untersuchungsfenster U2<br />
- Spannstahl längs, Hüllrohr angelaufen und vollständig verpresst<br />
Untersuchungsstelle U4<br />
- Lage: neben Schrammbord<br />
Bilder Untersuchungsfenster U3<br />
- Feuchtigkeit unter Belag / Abdichtung, Ausgleichsmörtel aufgelöst, entfestigt<br />
- Belagsaufbau:<br />
Asphaltbinder 50 mm<br />
Asphaltbeton 25 mm<br />
- Betonstahl angelaufen, nicht korrodiert
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 26<br />
- Spannstahl längs, ohne Hüllrohr, Stahl blank<br />
- Spannstahl quer, ein Stück Hüllrohr nicht verpresst, Stahl korrodiert<br />
- Spannstahl quer, ein Stück nicht vollständig verpresst<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Bilder Untersuchungsfenster U4<br />
Zusammenfassend können folgende Ergebnisse festgehalten werden:<br />
Die Aufbaustärken und der Aufbau der Abdichtung und des Brückenbelages variieren über<br />
das Bauwerk. Folgende Aufbauten wurden festgestellt.<br />
Aufbau Fahrbahn Hauptbrücke (ca. 80 bis 90 mm)<br />
Mörtelausgleichschicht: 3 bis 6 mm<br />
Anstrich aus Bitumenemulsion:<br />
Asphaltfeinbinderschicht: 44 bis 47 mm<br />
Asphaltfeinbetondeckschicht: 40 bis 50 mm<br />
Aufbau Fahrbahn Abzweig Immermannstraße (ca. 50mm)<br />
Mörtelausgleichschicht: 3 bis 6 mm<br />
Anstrich aus Bitumenemulsion:<br />
Asphaltfeinbinderschicht: 30 mm<br />
Asphaltfeinbetondeckschicht: 20 mm<br />
Aufbau Fahrbahn Abzweig Berliner Allee (ca. 75 mm)<br />
Mörtelausgleichschicht: 3 bis 6 mm<br />
Anstrich aus Bitumenemulsion:<br />
Asphaltfeinbinderschicht: 50 mm<br />
Asphaltfeinbetondeckschicht: 25 mm<br />
An der freigelegten schlaffen Bewehrung wurde keine Korrosion festgestellt.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 27<br />
An der freigelegten Spannbewehrung wurden Verpressfehler in den Hüllrohren und<br />
vereinzelt Korrosion an den Spanngliedern festgestellt.<br />
5.2.4 Entnahme von Bohrmehlproben zur Chloriduntersuchung<br />
Zur Untersuchung der Chloridbelastung der Betonbauteile wurden an 7 Stellen<br />
Bohrmehlproben in jeweils 3 bzw. 4 Tiefenstufen (0-20, 21-40, 41-60, 61-80 mm)<br />
entnommen.<br />
Die Lage der Untersuchungsstellen ist in der nachfolgenden Skizze dargestellt.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Lage Stellen Chloriduntersuchung<br />
Die Proben Cl 1 bis 5 wurden innerhalb der vorgenannten Untersuchungsfenster aus der<br />
Fahrbahnplatte entnommen.<br />
Die Durchführung der Chloriduntersuchungen erfolgte durch das Baustofflabor der FH Köln.<br />
Zusätzlich zu den fünf Untersuchungsstellen an der Fahrbahnplattenoberseite wurden an<br />
zwei markanten Stellen der Überbauunterseite die Chloridgehalte des Überbaubetons<br />
ebenfalls untersucht. Eine Bohrmehlprobe wurde dabei unmittelbar neben einem<br />
Dampfdruckentspannungsröhrchen, die zweite Probe in einer Ablaufspur in drei Tiefenstufen<br />
von jeweils 20 mm entnommen.<br />
Die Ergebnisse der Proben sind nachfolgend zusammengefasst:
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 28<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Ergebnisse der Chloriduntersuchungen<br />
Als Anlage 5 liegt der Bericht des Baustofflabors der FH Köln bei.<br />
Die im Labor bestimmten Chloridgehalte liegen bei den Proben, welche an der Oberseite des<br />
Spannbetonüberbaus im Abstand von ca. 15 bis 60 cm <strong>zum</strong> Schrammbord (also Bereich<br />
Tiefpunkt (Cl 3, Cl 4, Cl 5)) entnommen wurden, bis zur Tiefe von 40 mm über dem<br />
Grenzwert <strong>für</strong> Spannbeton von 0,20 M-% bezogen auf den Zementgehalt.<br />
Die Chloridgehalte an zwei weiteren Bohrmehlentnahmestellen, welche an der Oberseite des<br />
Spannbetonüberbaus im Abstand von ca. 160 bis 200 cm <strong>zum</strong> Schrammbord entnommen<br />
wurden (Cl 1, Cl 2), lagen bis zur Tiefe von 20 mm bei einer Probe über dem Grenzwert <strong>für</strong><br />
Spannbeton von 0,20 M-% bezogen auf den Zementgehalt, bei der zweiten Probe waren die<br />
Grenzwerte <strong>für</strong> den Chloridgehalt nicht erreicht.<br />
Die im Labor bestimmten Chloridgehalte liegen bei der Probe, welche unmittelbar neben<br />
dem Dampfdruckentspannungsröhrchen entnommen wurde (Cl 6), bis zur Tiefe 40 mm über<br />
dem Grenzwert <strong>für</strong> Spannbeton 0,20 M-% bezogen auf den Zementgehalt. Die<br />
Chloridgehalte liegen bei der zweiten Probe (Cl 7), welche in der Ablaufspur entnommen
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 29<br />
wurde, deutlich unterhalb dem zulässigen Grenzwert <strong>für</strong> Spannbeton von 0,20 M-% bezogen<br />
auf den Zementgehalt.<br />
5.2.4 Feststellungen Zustandsfeststellung vor Ort<br />
Die bei der Zustandsfeststellung vor Ort vorgefundenen Schäden / Feststellungen sind<br />
nachfolgend zusammengefasst aufgeführt. Im Prüfbericht zu der Sonderprüfung (Anlage 1)<br />
sind die Schäden detailliert dargestellt.<br />
Spannbetonüberbau Unterseite<br />
An der Untersicht der massiven Spannbetonplatte sind Betonschadstellen vorhanden, die<br />
nachfolgend im Einzelnen aufgeführt werden:<br />
- Fremdkörpereinschlüsse an der Betonoberfläche (Bindedraht, Holz, Folie)<br />
- Grobkornstellen, Kiesnester und Ausblutungen an Schalfugen<br />
- Betondeckung zu gering, mehrfach freiliegende, schlaffe Bewehrung und<br />
Betonabplatzungen mit freiliegender Bewehrung<br />
- Koppelfugen gerissen, Rissbreite 0,2 bis 0,4 mm<br />
- Längsrisse im Beton, teilweise mit Aussinterungen (beide Abzweigbahnen),<br />
Rissbreite 0,2 bis 0,4 mm<br />
- Querrisse im Beton, Rissbreite 0,1 bis 0,2 mm<br />
- Querrisse im Beton, teilweise mit Aussinterungen, Rissbreite 0,2 bis 0,4 mm<br />
- Schrägrisse im Beton (beide Rampen), Rissbreite 0,1 mm<br />
- Schrägrisse im Beton (beide Rampen an Aufgabelung), Rissbreite 0,2 bis 0,4 mm<br />
- Hohlstellen und größere Betonabplatzungen im Bereich der Dampfdruck-<br />
entspannungsröhrchen<br />
- Betonstahl im Bereich der Dampfdruckentspannungsröhrchen korrodiert mit<br />
Blattrostbildung und Lochfraß<br />
- durchdrückendes Wasser und feuchter Beton im Bereich der Dampfdruck-<br />
entspannungsröhrchen, teilweise mit Aussinterungen, Rohrüberstand zu kurz<br />
- Überschreiten des Grenzwerts <strong>für</strong> den Chloridgehalt im Beton um die Dampfdruckent-<br />
spannungsröhrchen<br />
- Betonabplatzungen und Kratzer in der Betonoberfläche über den Parkplatzflächen.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 30<br />
Spannbetonüberbau Oberseite<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Schadensbilder Spannbetonüberbau Unterseite<br />
An der Oberseite der Fahrbahnplatte wurden Untersuchungsfenster hergestellt. Dabei<br />
konnte die Betonoberfläche nur partiell eingesehen werden. In diesen<br />
Untersuchungsfenstern wurden folgende Schäden festgestellt:<br />
- Hüllrohre der Längs- und Querspannglieder sind vereinzelt nicht verpresst<br />
- ein Querspannglied ist korrodiert<br />
- ein Längsspannglied ist ohne Hüllrohr eingebaut<br />
- Spannköpfe der Längsspannglieder sind korrodiert<br />
- Überschreiten des Grenzwerts <strong>für</strong> den Chloridgehalt im Beton im Bereich der<br />
Tiefpunkte vor den Schrammborden.<br />
Unterbauten – Widerlager und Rampen<br />
An den Widerlagern und Rampen sind mehrfach Betonschäden vorhanden, die nachfolgend<br />
aufgeführt sind:<br />
- Betondeckung zu gering, mehrfach freiliegende, schlaffe Bewehrung und<br />
Betonabplatzungen mit freiliegender Bewehrung<br />
- Betonhohlstellen und Betonabplatzungen<br />
- Längsrisse im Beton, teilweise mit Aussinterungen, Rissbreite 0,2 bis 0,4 mm<br />
- Fugenabdichtung der Raumfugen schadhaft, Fugen teils bewachsen
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 31<br />
Unterbauten – Stützen<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Schadensbilder Unterbauten Widerlager und Rampen<br />
An den Stützen sind Schäden am Korrosionsschutz sowie Korrosionsschäden am Stahl<br />
vorhanden, die nachfolgend aufgeführt sind:<br />
- Deckbeschichtung des Korrosionsschutzes löst sich teilweise ab<br />
- Stützenfüße teilweise feucht<br />
- Stützenfüße stark korrodiert mit Blattrostbildung<br />
- Korrosionsschutzbeschichtung abgekratzt, beschädigt.<br />
Gründungen<br />
Schadensbilder Unterbauten Stützen<br />
Die Fundamente (Flachgründung) wurden im Zuge der Bauwerkssonderprüfungen nicht<br />
besichtigt. Im Zuge der bereits durchgeführten Prüfungen wurden hier keine Schäden<br />
festgestellt.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 32<br />
Lager<br />
An den Brückenlagern sind ausgeprägte Schäden vorhanden. Im Einzelnen handelt es sich<br />
um folgende Schäden:<br />
- Rollenlager an den Widerlagern sind stark korrodiert, mit Blattrostbildung<br />
- Topflager an den Stützenfüssen sind korrodiert, teilweise mit Blattrostbildung<br />
- Kippspalt der Topflager ist größtenteils verstopft durch Schmutzablagerungen und<br />
Blattrost, Funktionsfähigkeit der Lager stark behindert und teilweise nicht mehr<br />
gegeben<br />
- Lagerdichtmasse ist an einigen Lagern herausgequollen.<br />
Fahrbahnübergänge<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Schadensbilder Lager<br />
An den Fahrbahnübergängen sind einige Schäden vorhanden, die nachfolgend aufgeführt<br />
sind:<br />
- Randprofile der Fahrbahnübergänge sind korrodiert<br />
- Dehn-/Dichtprofil ist aus Halterung gerutscht (Widerlager Hofgarten)<br />
- Dehn-/Dichtprofil ist schadhaft (Widerlager Hofgarten)<br />
- Steuerfeder und Gleitlager teilweise verschoben und gestaucht, Geräusch-<br />
entwicklung an den Fahrbahnübergänge<br />
- Abdeckbleche der Kappen sind stark korrodiert.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 33<br />
Abdichtung<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Schadensbilder Fahrbahnübergänge<br />
Die Gradiente der Fahrbahnplatte ist mit einem ca. 1 bis 4 cm dicken Mörtel ausgeglichen.<br />
Darauf wurden ein Bitumenanstrich und eine Schutzschicht aus Binderfeinasphalt<br />
aufgebracht. Infolge von Wasser- und Taumittelzulauf ist der Mörtel großflächig zerfallen.<br />
Der Bitumenanstrich ist in großen Bereichen unwirksam, da zudem auch die Dichtigkeit der<br />
Schutzschicht nicht ausreichend ist. Die vorhandene Abdichtung ist somit als unwirksam<br />
einzustufen. Ein Indiz hier<strong>für</strong> ist das durchdrückende Wasser an den Dampfdruck-<br />
entspannungsröhrchen, was bereits zu Betonschäden und Chlorideintrag an der<br />
Überbauunterseite geführt hat.<br />
Beläge<br />
Am Fahrbahnbelag sind auf dem gesamten Bauwerk ausgeprägte Schäden vorhanden, die<br />
nachfolgend aufgeführt sind:<br />
- Spurrinnen im Fahrbahnbelag<br />
- Verwalkungen und Verdrückungen im Fahrbahnbelag<br />
- Blasen im Fahrbahnbelag<br />
- Fahrbahnbelag in den Hinterfüllbereichen abgesackt und gerissen<br />
- Ausbrüche im Fahrbahnbelag im Bereich der Markierungen<br />
- Arbeitsfuge der Asphaltdeckschicht ist offen, Ausbrüche an den Flanken<br />
- Gegengefällekeil liegt hohl<br />
- Querrisse im Gegengefällekeil<br />
- Fuge zwischen Fahrbahnbelag und Brückenabläufen fehlt<br />
- Belagsfugen sind offen und bewachsen.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 34<br />
Kappe / Gesims<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Schadensbilder Beläge<br />
An den Kappen und Gesimsen sind vielfach Betonschäden vorhanden, die<br />
zusammengefasst aufgeführt sind:<br />
- Querrisse im Beton und Arbeitsfugen quer gerissen<br />
- Betondeckung zu gering, mehrfach freiliegende schlaffe Bewehrung sowie Beton-<br />
abplatzungen mit freiliegender Bewehrung, teilweise bevorstehende Beton-<br />
abplatzungen<br />
- Querfugen offen und bewachsen, Fugendichtmasse schadhaft<br />
- Oberflächenschutzsystem an Oberseiten verwittert, an senkrechten Flächen und<br />
Unterseiten abgelöst und abgeblättert.<br />
Schadensbilder Kappe
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 35<br />
Schutzeinrichtungen – Anprallsockel<br />
An den Anprallsockeln sind vielfach Betonschäden vorhanden, die zusammengefasst<br />
aufgeführt sind.<br />
- Querrisse im Beton und Arbeitsfugen<br />
- Betondeckung zu gering, mehrfach freiliegende, schlaffe Bewehrung sowie<br />
Betonabplatzungen mit freiliegender Bewehrung<br />
- Querfugen offen und bewachsen, Fugendichtmasse schadhaft<br />
- Oberflächenschutzsystem verwittert<br />
- Anprallschäden am Anprallsockel<br />
- Entwässerungsöffnungen verstopft<br />
Schutzeinrichtungen – Geländer<br />
An den Geländern wurden nachfolgende Schäden festgestellt.<br />
- Korrosion an den Pfostenfüßen<br />
- Abplatzungen des Mörtelverguss an den Pfostenfüßen<br />
- Korrosionsschutzbeschichtung der Pfosten verwittert, der Untergrund korrodiert<br />
- Seile mit Durchhang<br />
- Seile aus Verankerung gezogen<br />
- Seil und Pfosten am Bauwerksanfang der Hauptbrücke beschädigt / abgebaut<br />
- Abdichtung an den Seilverankerungen in den Pfosten mehrfach schadhaft.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Schadensbilder Schutzeinrichtungen
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 36<br />
Berührschutz<br />
Zum jetzigen Zeitpunkt ist über den Oberleitungen der Rheinbahn kein Berührschutz am<br />
Bauwerk ausgeführt.<br />
Bauwerksentwässerung<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Bilder Oberleitungen unter der Brücke<br />
Die Entwässerungsleitungen sind im Überbaubeton einbetoniert. Bei der Prüfung wurde<br />
erhebliche Korrosion mit Blattrostbildung in den Rohrleitungen festgestellt. Da die Leitungen<br />
ggf. vollständig durchgerostet sein können, besteht die Gefahr, dass Wasser in den<br />
umliegenden Beton des Überbaus gelangt und ggf. auch Chloride einträgt. Die Fallleitungen<br />
im Widerlager sind bereits komplett durchgerostet.<br />
An den Brückenabläufen sind nachfolgende Schäden festgestellt worden:<br />
- der Ablaufrost ist häufig gebrochen<br />
- das Auflager der Roste ist <strong>zum</strong> Großteil weggerostet<br />
- das Ablaufunterteil ist korrodiert mit starker Blattrostbildung<br />
- die Ablaufroste stehen teilweise bis 20 mm über die Belagsoberkante<br />
- die Ablaufroste sind falsch eingebaut und nicht gesichert<br />
- in den Abläufen sind keine Schmutzfänger installiert und Schmutz gelangt in die<br />
Leitungen<br />
- einige Abläufe sind verstopft.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 37<br />
Leerrohre in Kappen<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Schadensbilder Entwässerung<br />
Die Leerrohre in den Kappen sind durch Schmutzablagerungen verstopft und durchfeuchtet.<br />
Die Blechabdeckungen der Revisionsöffnungen sind stark korrodiert.<br />
Besichtigungseinrichtungen<br />
Die Zugangsschächte vor den Widerlagern weisen mehrfach Schäden und Mängel auf. Die<br />
Schachtabdeckungen, bestehend aus ausbetonierten gusseisernen Rahmen, sind korrodiert<br />
und der Beton ist herausgebrochen. Die Schachtabdeckungen sind eben mit dem Gelände<br />
und am Einstieg der Schächte fehlen Einstiegshilfen. Zudem sind einige Steigeisen in den<br />
Schächten abgebrochen.<br />
Die Abdeckungen der Lagerschächte sind bereits soweit korrodiert und verbogen, dass diese<br />
sich nicht mehr öffnen lassen und eine Prüfung der Lager der beiden Abzweige ohne die<br />
Zerstörung der Abdeckung nicht möglich ist.<br />
Der Wartungs- und Besichtigungsweg auf der Brückenkappe ist zu schmal und zu dicht an<br />
der Fahrbahn.<br />
Fahrbahnmarkierung<br />
Die Fahrbahnmarkierungen sind abgefahren, rissig und teilweise vollständig abgelöst.<br />
Entlang der Asphaltnähte ist die Fahrbahnmarkierung über größere Längen<br />
herausgebrochen.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 38<br />
Beschilderung<br />
An den Befestigungsmitteln der Beschilderungen auf dem Bauwerk sind Korrosionsschäden<br />
vorhanden.<br />
5.3 Rechnerische Analyse des Bestandes<br />
5.3.1 Vorgehensweise<br />
Für die gutachterliche Stellungnahme sind im Zuge der Darstellung des Erhaltungszustandes<br />
auch allgemeine statische Aspekte der Gesamtkonstruktion der Spannbetonbrücke in den<br />
maßgeblichen Bereichen mit einzubeziehen, um z. B. durch Schnittgrößenvergleiche eine<br />
grundsätzliche Aussage <strong>zum</strong> statischen Gesamttragverhalten der Brücke treffen zu können.<br />
Dabei sind die aktuellen und prognostizierten Verkehrssituationen zu berücksichtigen.<br />
Das der Nachrechnung zugrundelegende Ziellastniveau ist gemäß Nachrechnungsrichtlinie<br />
des Bundes gem. Allgemeinem Rundschreiben des BMVBS vom 26.05.2011 (NRRL) zu<br />
ermitteln und in Abstimmung mit der Stadt Düsseldorf festzulegen. Von der Stadt Düsseldorf<br />
wurden hier<strong>für</strong> entsprechende prognostizierte Verkehrszahlen (Anlage 6) zur Verfügung<br />
gestellt.<br />
Die Ermittlung des Ziellastniveaus ist in Anlage 8, Abschnitt 1 beschrieben, es beträgt:<br />
BK 30/30<br />
und wird <strong>für</strong> die weiteren Betrachtungen verwendet (im Vergleich dazu wurde bei der<br />
ursprünglichen statischen Berechnung das Lastniveau BK 30 verwendet, also das<br />
Schwerlastfahrzeug nur in einer Fahrspur).<br />
Das Ziellastniveau wurde von der Stadt Düsseldorf mit Mail vom 16.03.2012 (Anlage 7)<br />
bestätigt.<br />
Im Folgenden werden die Ergebnisse der rechnerischen Analyse des Bestandes<br />
wiedergegeben. Die dazugehörigen statischen Berechnungen sind in Anlage 8 enthalten.<br />
Aufgrund der Konstruktionsart, des Bauwerksalters und der damaligen Normensituation<br />
ergeben sich erfahrungsgemäß Defizite bei folgenden Schwerpunkten, auf die sich die<br />
rechnerische Analyse des vorhandenen Bauwerks deshalb besonders konzentriert:<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 39<br />
� Grenzzustand der Tragfähigkeit<br />
- Biegetragfähigkeit<br />
- Schubtragfähigkeit<br />
� - Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit<br />
- Dekompression<br />
� - Nachweise gegen Ermüdung<br />
Die Nachweise werden an ausgewählten Stellen getrennt <strong>für</strong> die Längs- und Querrichtung<br />
geführt.<br />
5.3.2 Nachrechnung status quo<br />
5.3.2.1 Allgemeines<br />
Die Grundlage der statischen Analyse bilden die geprüften Bestandsunterlagen.<br />
Dementsprechend werden:<br />
die Abmessungen der einzelnen Querschnitte und die Bewehrungs-<br />
anordnungen (Menge und Höhenlage) des Betonstahls und des Spannstahls.<br />
übernommen.<br />
Die Materialien wie Betongüte, Betonstahl und Spannstahl werden ebenfalls<br />
den Bestandsunterlagen entnommen und entsprechend den Angaben in der<br />
Nachrechnungsrichtlinie in Materialangaben gemäß DIN-FB umgesetzt.<br />
Da keine gegenteiligen Hinweise aus der Bauwerksprüfung oder aus anderen Quellen<br />
bekannt sind, kann davon ausgegangen werden, dass die Bestands- und<br />
Ausführungsunterlagen mit dem ausgeführten Bauwerk übereinstimmen.<br />
Es wurde bei der statischen Berechnung ein intakter Gesamtquerschnitt (Beton und<br />
Bewehrung) angesetzt und es wird davon ausgegangen, dass die aus den<br />
Bestandsunterlagen hervorgehende Bewehrung ungeschädigt ist und mit voller Fläche <strong>für</strong><br />
die Nachweise angesetzt werden kann.<br />
Eine Verringerung des vorhandenen Stahlquerschnittes aufgrund von eventuellen<br />
Schädigungen der Bewehrung o. ä. wurde dabei im ersten Schritt nicht berücksichtigt.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 40<br />
5.3.2.2 Beurteilung der Tragfähigkeit<br />
Längsrichtung<br />
Anhand eines Schnittgrößenvergleichs zwischen der Bestandsstatik und der Nachrechnung<br />
(siehe Anlage 8, Abschnitt 4) werden die maßgebenden Stellen <strong>für</strong> die Nachweise der<br />
Biegetragfähigkeit ermittelt. An diesen Stellen wird dann der Bruchnachweis am<br />
Einzelquerschnitt geführt.<br />
Der Nachweis der Schubtragfähigkeit wird an den Stellen mit den maximalen Schnittgrößen<br />
aus Querkraft bzw. Torsion in Verbindung mit den zugehörigen Schnittgrößen geführt.<br />
Die vorhandene Oberflächenbewehrung besteht aus Matten Q139 bzw. Q259,<br />
Schubbewehrungen (z.B. Bügel) sind nicht vorhanden. Für die Spannglieder existiert zwar<br />
eine Montagebewehrung alle 50 - 75cm, die jedoch rechnerisch als Schubbewehrung nicht<br />
angesetzt werden darf.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Bild Bewehrungseinbau<br />
Die Nachweise werden deshalb gemäß DIN-FB 102 II-4.3.3.2.2 (5) P <strong>für</strong> einen unbewehrten<br />
Querschnitt geführt. Es sei darauf hingewiesen, dass gemäß DIN-FB 102 II-4.3.3.2.2 (5) P<br />
eine Mindestschubbewehrung erforderlich ist, um ein duktiles Versagen zu erreichen. Diese<br />
ist am vorhandenen Querschnitt nicht vorhanden. Gemäß Nachrechnungsrichtlinie Pkt.<br />
12.4.3.3 (4) darf jedoch auf die Mindestschubbewehrung nach DIN-FB 102 verzichtet<br />
werden, da die Schubbemessung mit ungünstigen Verkehrslaststellungen vorgenommen<br />
wurde.<br />
Im Ergebnis kann festgehalten werden, dass die Nachweise der Biege- und<br />
Schubtragfähigkeit sowie die Ermüdungsnachweise <strong>für</strong> das bestehende Bauwerk unter
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 41<br />
Ansatz der Festlegungen in der Nachrechnungsrichtlinie eingehalten sind. Diese Aussage<br />
gilt unter dem Vorbehalt, dass keine weiteren Schädigungen an den Spanngliedern, der<br />
Bewehrung oder des Betonquerschnittes vorliegen.<br />
Querrichtung<br />
Die Querrichtung des Überbaus der Brücke ist vorgespannt. Vorhanden sind im<br />
Regelbereich Spannglieder D = 26 mm St 80/105 (rund) im Raster von ca. 1,5 m. Im<br />
Innenbereich sind Zulagen von 3 x D = 26 mm St 80/105 (rund) im Raster von 3 m eingelegt,<br />
die etwa ab 3 m von Außenrand entfernt voll wirksam sind.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Querspannglieder im Querschnitt Hauptbrücke<br />
Lage Querspannglieder im Grundriss Hauptbrücke
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 42<br />
Im Rampenbereich sind Spannglieder D = 26 mm St 80/105 (rund) im Raster von ca. 1 m<br />
vorhanden. Im Innenbereich sind Zulagen von 1 x D = 26 mm St 80/105 (rund) im Raster von<br />
2 m eingelegt, die ab etwa 4 m von Außenrand entfernt voll wirksam sind.<br />
Ein Schnittgrößenvergleich zeigt, dass sich aufgrund der neuen Verkehrslasten keine<br />
signifikanten Schnittkrafterhöhungen ergeben. Das liegt daran, dass der SLW in der 2.<br />
Fahrspur nur einen geringen Einfluss auf die Schnittgrößen der Querrichtung hat. In den<br />
Außenbereichen der Kragarme beträgt die Summe der Schnittgrößen nach der<br />
Nachrechungsrichtline ca. 90 %, in den inneren Anschnitten ca. 100 % im Vergleich zu den<br />
Schnittgrößen der Bestandsstatik (siehe Tabelle in Anlage 8, Abschnitt 3.1).<br />
Für die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit ist die vorhandene Bewehrung<br />
ausreichend (da neben der schlaffen Bewehrung auch die Spannglieder angerechnet werden<br />
können).<br />
Die Nachweise <strong>für</strong> die Rissbreite, den Schub und die Ermüdung werden durch die<br />
Vorspannung positiv beeinflusst und sind ebenfalls erfüllt.<br />
Auch diese Aussagen gelten unter dem bereits formulierten Vorbehalt, dass keinerlei<br />
Schädigungen vorliegen.<br />
Unterbauten und Lager<br />
Die geringe Lasterhöhung, die durch das Fahrzeug in der Nebenspur erzeugt wird, hat <strong>für</strong><br />
die Unterbauten und Lager einen vernachlässigbaren Einfluss.<br />
Die Bremslasten resultieren nur aus der Hauptspurbelastung und bleiben daher gegenüber<br />
den Lastannahmen der Bestandsstatik unverändert.<br />
Die rechnerische Tragfähigkeit der Unterbauten und Lager ist somit auch bei BK30/30 unter<br />
der Voraussetzung eines ungeschädigten Bauteilzustandes gegeben.<br />
5.3.2.3 Beurteilung der Gebrauchstauglichkeit<br />
Längsrichtung<br />
Zum Nachweis der Dekompression werden nach DIN-FB-102, II-2.5.4.3 die<br />
charakteristischen Werte der Vorspannung verwendet. Dieser beträgt<br />
Pk,inf = rinf * Pm,t<br />
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mit rinf = 0,90 bei Vorspannung mit nachträglichem Verbund.<br />
Der Nachweis der Dekompression ist <strong>für</strong> die Anforderungsklasse C nach der<br />
Nachrechnungsrichtlinie erfüllt, wenn unter der quasi-ständigen Einwirkungskombination an<br />
dem Rand, der dem Spannglied am nächsten liegt, Spannungen auftreten, die kleiner als<br />
fctk,0,05=2,0 MN/m² (C30/37) sind.<br />
Diese zulässigen Zugspannungen sind in allen Schnitten eingehalten.<br />
Querrichtung<br />
Die <strong>für</strong> den Dekompressionsnachweis maßgebende Schnittgrößenkombination beträgt nur<br />
etwa 90 % gegenüber der Bestandsstatik (siehe Tabelle in Anlage 8, Abschnitt 3.1), da in der<br />
Bestandsstatik 80 % der Verkehrsschnittgrößen <strong>für</strong> diesen Nachweis berücksichtigt wurden,<br />
während nach der Nachrechnungsrichtlinie und Anforderungsklasse B (<strong>für</strong> die Querrichtung<br />
maßgebend) nur 75 % der Einzellasten und 40 % der Gleichlasten zu berücksichtigen sind.<br />
Dadurch sind die Randspannungen <strong>für</strong> die Gebrauchstauglichkeit sogar etwas geringer als in<br />
der Bestandsstatik (siehe Tabelle unter 5.3.2.1). Nur in den Schnitten direkt neben den<br />
Pfeilern, die in der Bestandsstatik nicht nachgewiesen wurden, ergeben sich<br />
vernachlässigbar geringe Zugspannungen von ca. 0,4 N/mm².<br />
5.3.3 Zusammenfassung<br />
Zur Beurteilung des bestehenden Bauwerks wurde an repräsentativen Stellen eine<br />
rechnerische Analyse mit den Schwerpunkten:<br />
durchgeführt.<br />
- Biegetragfähigkeit<br />
- Schubtragfähigkeit<br />
- Dekompressionsnachweise<br />
- Ermüdungsnachweise<br />
Als Ziellastniveau wurde in Abstimmung mit dem Baulastträger BK 30/30 festgelegt.<br />
Als Grundlage dienten die DIN-Fachberichte und die Festlegungen der Nachrechnungs-<br />
richtlinie <strong>für</strong> die Stufe 2.<br />
Als Ergebnis kann festgehalten werden, dass die Nachweise eingehalten sind. Dies gilt unter<br />
der Voraussetzung, dass keinerlei Schäden vorhanden sind.<br />
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5.4 Zusammenfassung Zustandserfassung<br />
Durch die Zustandserfassung vor Ort in Verbindung mit unterstützenden<br />
Materialuntersuchungen wurde auf „empirischem“ Weg der Erhaltungszustand des Bauwerks<br />
ermittelt.<br />
Als wesentliche Defizite können festgehalten werden:<br />
- fehlende Abdichtung des Überbaus mit entsprechenden Folgeschäden an der<br />
Betonkonstruktion<br />
- Korrosion und Verpressfehler an Spanngliedern<br />
- Korrosionsschäden und schadhafte Dichtungen an den Lagern<br />
- Schäden und Undichtigkeiten an den Fahrbahnübergängen<br />
- Schäden an der Absturzsicherung<br />
- Starke Korrosion an den einbetonierten Längs- und Querleitungen der Entwässerung<br />
Die Ermittlung der Schadensursachen und die Schadensbewertung erfolgen in Kap. 6.2.<br />
Auf der „analytischen“ Seite wurde das bestehende Bauwerk <strong>für</strong> das Ziellastniveau BK 30/30<br />
über Schnittgrößenvergleiche an maßgebenden Querschnitten untersucht.<br />
Dabei werden auch Zwangsbeanspruchungen, wie Temperatur, Schwinden und Kriechen u.<br />
ä. berücksichtigt, was bei der Orginalstatik nicht der Fall war (Anfang der 60er Jahre des<br />
vorigen Jahrhunderts aber auch nicht üblich war).<br />
Im Ergebnis lässt sich festhalten, dass sich das Bauwerk rechnerisch in einem ausreichend<br />
tragsicheren und gebrauchstauglichen Zustand befindet, auch wenn die Reserven an vielen<br />
Stellen zu 100 Prozent ausgeschöpft sind.<br />
Wie bereits mehrfach dargelegt gilt diese Aussage jedoch nur unter dem Vorbehalt, dass<br />
keinerlei Schädigungen vorliegen.<br />
Durch die festgestellten Schäden an den Spanngliedern sowie die starke Korrosion an den<br />
einbetonierten Entwässerungsleitungen mit den entsprechenden Folgeschäden<br />
(Chlorideintrag in das Tragwerk) kann die Annahme eines ungeschädigten Tragwerks nicht<br />
aufrecht erhalten werden.<br />
Dieser Umstand ist bei den weiteren Untersuchungen entsprechend zu berücksichtigen und<br />
zu bewerten (siehe Kap. 6.3).<br />
Durch die ganzheitliche Herangehensweise des zugrundegelegten dualen<br />
Bearbeitungssystems war es möglich, den Zustand des Brückenbauwerkes „Tausendfüssler“<br />
so vollständig zu erfassen, dass eine belastbare Grundlage <strong>für</strong> die weitere Bewertung (Kap.<br />
6) zur Verfügung steht.<br />
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Die anfangs bewusst parallel verlaufenden „empirischen“ und „analytischen“<br />
Bearbeitungsstränge konnten mit zunehmender Erkenntnistiefe mehr und mehr abgeglichen<br />
werden und führten aufgrund ihrer gegenseitigen Beeinflussung (Spanngliedschäden –<br />
Nachweisführung) in der Konsequenz zur Aufhebung der Dualität.<br />
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6. Bewertung Bestand<br />
6.1 Allgemeines<br />
Neben der Bewertung des Bestandes des Bauwerkes „<strong>Tausendfüßler</strong>“ auf der Grundlage der<br />
Ergebnisse der Zustandserfassung vor Ort und der rechnerischen Analyse fällt der<br />
Beurteilung des status quo der Brücke hinsichtlich verkehrlicher und betrieblicher Aspekte<br />
eine weitere wesentliche Bedeutung zu.<br />
Die Einschätzung und Bewertung wird auf Basis der vorliegenden Unterlagen, den<br />
Ergebnissen aus der Zustandserfassung und aus Erfahrungswerten, somit auf Basis der<br />
bisherigen Planungstiefe erstellt.<br />
6.2 Bausubstanz<br />
6.2.1 Schadensursachen<br />
Spannbetonüberbau<br />
Die Schädigungen am Überbau lassen sich vermutlich auf mehrere Ursachen zurückführen.<br />
Einige Schäden haben ihre Ursache bei Ausführungsmängeln, hier können die<br />
unzureichende Reinigung der Schalung vor dem Betonieren, eine zu geringe Betondeckung,<br />
nicht oder nicht ausreichend verpresste Hüllrohre und undichte Schalungen aufgeführt<br />
werden. Weitere Schäden sind durch Vandalismus und Fremdeinwirkung entstanden, hierzu<br />
zählen u.a. die Anprallschäden und die Kratzer im Beton an der Unterseite, insbesondere<br />
über den Parkplatzflächen.<br />
Die größeren Betonabplatzungen an der Unterseite sind als Folgeschaden der schadhaften<br />
Bauwerksabdichtung entstanden. Insbesondere in den Tiefpunkten des Überbaus erfolgt ein<br />
Chlorideintrag in den Konstruktionsbeton. Durch die Dampfdruckentspannungsröhrchen und<br />
Risse im Überbau gelangt das Wasser, zeitweise taumittelhaltig, auch von der<br />
Überbauoberseite an die Unterseite des Überbaus und führt dort zu Betonschäden. Bei den<br />
korrodierten Ankerköpfen in den Widerlagern handelt es sich ebenfalls um Folgeschäden.<br />
Die Schädigung von Korrosionsschutz und Stahl entsteht durch taumittelbeaufschlagtes<br />
Wasser, welches durch die undichten Fahrbahnübergänge eingedrungen war.<br />
Eine genaue Ursache <strong>für</strong> die Risse im Überbau ist an dieser Stelle nicht eindeutig<br />
festzulegen, da der Entstehungszeitpunkt der Risse nicht bekannt ist. Möglich ist, dass die<br />
Risse bei der Herstellung, z.B. durch frühzeitiges Ablassen der Traggerüste, durch<br />
Schwinden, oder durch Zwänge, z.B. aus Temperaturdifferenzen oder durch Überlastung<br />
des Bauwerks entstanden sind.<br />
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Unterbauten – Widerlager und Rampen<br />
An den Widerlagern und Rampen sind die meisten Schäden auf Ausführungsmängel wie zu<br />
geringe Betondeckungen zurückzuführen. Eine genaue Ursache <strong>für</strong> die Risse kann auch an<br />
dieser Stelle nicht eindeutig festgelegt werden, da der Entstehungszeitpunkt der Risse nicht<br />
bekannt ist. Möglich ist, dass die Risse bei der Herstellung, z.B. durch zu frühes Ausschalen,<br />
durch Schwinden oder durch Zwänge, z.B. infolge von Setzungen entstanden sind.<br />
Bei den schadhaften Raumfugen handelt es sich um Wartungsfugen, die regelmäßig<br />
gewartet und neu abgedichtet werden sollten.<br />
Unterbauten – Stützen<br />
Die Ursache <strong>für</strong> die Schädigung ist konstruktionsbedingt. Da sich die Stützenfüße vollständig<br />
unterhalb des Geländes befinden, sind diese einer ständig wechselfeuchten und ungünstigen<br />
Umgebung ausgesetzt. Da die Bereiche nicht zugänglich sind, konnte der schädigende<br />
Prozess an Korrosionsschutz und Stahl unbemerkt stattfinden und letztlich zu diesem hohen<br />
Schadensausmaß führen. Weitere Schäden sind durch Vandalismus und Fremdeinwirkung<br />
entstanden, hierzu zählen u.a. die Kratzer im Korrosionsschutz der Stützen. Auf<br />
Ausführungsmängel ist die sich ablösende Deckbeschichtung zurück zu führen. Ursache<br />
kann z.B. eine mangelhafte Untergrundvorbereitung vor dem Auftrag der neuen<br />
Beschichtung sein. Möglich sind aber auch Unverträglichkeiten der Korrosionsschutz-<br />
materialien.<br />
Gründungen<br />
Die Fundamente (Flachgründung) wurden im Zuge der Bauwerkssonderprüfungen nicht<br />
besichtigt. Aus diesem Grund wurden sind hierzu keine Schäden und somit keine<br />
Schadensursachen bekannt.<br />
Lager<br />
Die Rollenlager befinden sich zwischen Auflagerbank der Widerlager und dem Überbau. Bis<br />
<strong>zum</strong> Austausch der schadhaften und undichten Fahrbahnübergänge in 1999 und 2001<br />
gelangte Wasser durch die Fugen, lief über die Lager und führte dort zu Folgeschäden.<br />
Durch taumittelbeaufschlagtes Wasser erfolgte eine Schädigung des Korrosionsschutzes<br />
und des Stahls der Rollenlager. Der Schadensfortschritt ist bereits soweit, dass die<br />
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Funktionsfähigkeit der Lager nicht mehr voll gegeben ist. Die Ursache <strong>für</strong> die Schädigung der<br />
Topflager unter den Stützen ist konstruktionsbedingt. Da sich die Stützenfüße vollständig<br />
unter dem Gelände befinden, sind die Lager einer ständig wechselfeuchten und ungünstigen<br />
Umgebung ausgesetzt. Es handelt sich somit um eine Verschleißerscheinung infolge<br />
unplanmäßiger Bewitterung. Da die Bereiche nicht zugänglich sind, konnte der schädigende<br />
Prozess am Korrosionsschutz und am Stahl der Lager unbemerkt erfolgen. Hinzu kamen<br />
noch die Schmutzablagerungen, insbesondere in den Kippspalten der Lager. Die<br />
Schädigung hat bereits einen Zustand erreicht, der eine volle Funktionsfähigkeit der Lager<br />
nicht mehr gewährleistet.<br />
Die Schäden an den Dichtungen der Topflager sind auf Verschleiß und die lange Standzeit<br />
zurückzuführen.<br />
Fahrbahnübergänge<br />
Bei den Fahrbahnübergänge handelt es sich um stark beanspruchte Bauteile, die regelmäßig<br />
gereinigt und gewartet werden müssen, um die Dichtigkeit und die Funktionsfähigkeit zu<br />
gewähren. Wenn sich ein Dehnprofil gelöst und eine Steuerfeder gestaucht oder ein<br />
Gleitlager verschoben hat, führt dies relativ schnell zu Folgeschäden, deren Ausmaß ggf.<br />
eine vollständige Erneuerung des Bauteils erfordert.<br />
Abdichtung<br />
Die Ursache <strong>für</strong> die Schädigung ist teilweise konstruktionsbedingt, da ein Bitumenanstrich<br />
mit einer Feinbetonasphaltschutzschicht kein ausreichend dichtes Abdichtungssystem<br />
darstellt. Zudem gelangt taumittelbeaufschlagtes Wasser durch Risse in Fahrbahnbelag und<br />
Schutzschicht, durch offene und schadhafte Belagsfugen und an Ausbruchstellen im<br />
Fahrbahnbelag bis auf die Abdichtungsebene und den Konstruktionsbeton und führt hier zu<br />
Folgeschäden. Der Ausgleichsmörtel und der darauf angebrachte Bitumenanstrich haben<br />
sich bereits entfestigt und aufgelöst.<br />
Beläge und Fahrbahnmarkierung<br />
Die Ausführung der Asphaltfeinbetonbeläge entspricht nicht mehr dem heutigen Stand der<br />
Technik. Auf der Brücke befindet sich noch der alte Abdichtungsaufbau, der mittlerweile eine<br />
Standzeit von 50 Jahren hat. Hierdurch sind die vorhandenen Belagsschäden zu erklären.<br />
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Die Absackungen des Belags am Bauwerksende sind auf Setzungen der Hinterfüllung<br />
zurückzuführen.<br />
Die Fahrbahnmarkierung ist durch den laufenden Verkehr abgenutzt.<br />
Kappe / Gesims<br />
Die Betonschäden an den Kappen sind auf üblichen Verschleiß, Bewitterung und<br />
Tausalzbelastung zurückzuführen, verstärkt durch z.T. örtlich nicht ausreichende<br />
Betondeckung, eine mangelhafte Vorbereitung an Arbeitsfugen und dem verwitterten<br />
Oberflächenschutzsystem. Durch Schäden an den Fugendichtungen kann an den<br />
Kappenquerfugen chloridhaltiges Oberflächenwasser in die Konstruktion eindringen, was zu<br />
Schädigungen der Fugenflanken führt. Die Abplatzungen an der Gesimsunterkante sind<br />
ebenfalls ein Indiz hier<strong>für</strong>.<br />
Schutzeinrichtungen – Anprallsockel<br />
Die Schädigungen an den Anprallsockeln lassen sich wie bei der Kappe auch auf mehrere<br />
Ursachen zurückführen. Einige Schäden haben ihre Ursache in Ausführungsmängeln, wie<br />
einer zu geringen Betondeckung und einer mangelhaften Vorbereitung der Arbeitsfugen.<br />
Infolge des verwitterten Oberflächenschutzsystems wirkt auf den Beton der Anprallsockel<br />
zudem taumittelbeaufschlagtes Wasser, wodurch weitere Schädigungen entstehen. Letztlich<br />
sind noch Schädigungen auf Fremdeinwirkung und Anprall zurückzuführen.<br />
Schutzeinrichtungen – Geländer, Besichtigungseinrichtungen<br />
Die Art und Ausführung der Schutzeinrichtungen entspricht der damaligen Regelbauweise.<br />
Die vorhandenen Schäden an den Geländern und Besichtigungseinrichtungen sind<br />
größtenteils dem üblichen Verschleiß sowie Schäden durch Fremdverursacher zuzuordnen.<br />
Die Schutz- und Besichtigungseinrichtungen haben nach 50 Jahren zudem ihre Lebensdauer<br />
erreicht.<br />
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Bauwerksentwässerung, Leerrohre in Kappen<br />
Die vorhandenen Schäden an den Entwässerungsleitungen, den Brückenabläufen und den<br />
Leerrohren sind größtenteils dem üblichen Verschleiß und der langen Standzeit zuzuordnen.<br />
6.2.2 Schadensbewertung<br />
Überbau<br />
Die Verkehrssicherheit ist wegen der bevorstehenden Betonabplatzungen an der Untersicht<br />
über den Verkehrswegen beeinträchtigt und unter dem Bauwerk nicht mehr voll gegeben.<br />
Die Schäden am Überbau, unter anderem die Betonschäden, beeinträchtigen zudem die<br />
Dauerhaftigkeit des Bauwerks. Eine Schadensausbreitung oder Folgeschädigungen anderer<br />
Bauteile sind zu erwarten.<br />
Aufgrund der Feststellungen an den Untersuchungsfenstern ist von gewissen Schädigungen<br />
an den Spanngliedern des Überbaus auszugehen. Zum einen sind Fehler aus der<br />
Bauausführung (Verpressfehler, fehlendes Hüllrohr) vorhanden, <strong>zum</strong> anderen sind<br />
Korrosionsschäden vorhanden, die auf die fehlende Abdichtung des Überbaus und dem<br />
damit verbundenen Chlorideintrag in die Konstruktion zurückzuführen sind.<br />
Die einbetonierten Entwässerungsleitungen weisen starke Korrosionsschäden auf, weshalb<br />
davon auszugehen ist, dass an den durchgerosteten Rohren taumittelbeaufschlagtes<br />
Wasser in die Konstruktion eingeleitet wird, was ebenfalls zu Schädigungen an den<br />
Spanngliedern führen kann.<br />
Für die weiteren Betrachtungen kann aufgrund dieser Sachlage nicht mehr von einem<br />
ungeschädigten Querschnitt mit voller Tragfähigkeit ausgegangen werden.<br />
Eine nähere Untersuchung der vorhandenen Schädigung der Spannglieder durch z.B.<br />
zerstörungsfreie Prüfungen bedarf diverser Vorarbeiten und ist im Terminfenster <strong>für</strong> die<br />
Bearbeitung des <strong>Gutachten</strong>s nicht machbar.<br />
Aus diesem Grund wurde beschlossen, auf Grundlage von den Feststellungen der<br />
Zustandserfassung und auf Grundlage von Erfahrungswerten einen Schädigungsgrad der<br />
Spannglieder abzuschätzen.<br />
Hier wird ein Schädigungsgrad von 15% angesetzt und in den weiteren Betrachtungen mit<br />
berücksichtigt.<br />
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Unterbauten – Widerlager und Rampen<br />
Die Schäden an den Widerlagern haben kaum Einfluss auf die Verkehrssicherheit. Die<br />
Dauerhaftigkeit der Bauteile ist jedoch unter anderem wegen der Betonschäden<br />
beeinträchtigt. Eine Schadensausbreitung ist zu erwarten.<br />
Unterbauten – Stützen<br />
Die bei der Blechdickenmessung festgestellten Defizite beeinträchtigen die Standsicherheit<br />
und Dauerhaftigkeit der Stütze. Weiterhin wird die Dauerhaftigkeit durch die Schäden am<br />
Korrosionsschutz beeinträchtigt.<br />
Lager<br />
Die Schäden an den Lagern beeinträchtigen die Dauerhaftigkeit der Bauteile. Die<br />
austretende Dichtmasse führt bei einem weiteren Schadensfortschritt zu einer<br />
Beeinträchtigung der Standsicherheit des Bauwerks. Die Zugänglichkeit zu den Lagern<br />
entspricht nicht den aktuellen Anforderungen und ist im Zuge einer<br />
Instandsetzungsmaßnahme zu verbessern.<br />
Übergangskonstruktion<br />
Die Schäden beeinträchtigen die Standsicherheit des Bauteils. Die Dauerhaftigkeit wird<br />
durch die schadhaften Dichtprofile beeinträchtigt, was auch zu weiteren Schäden an den<br />
darunterliegenden Bauteilen (Widerlager, Lager, Spannköpfe Längsspannglieder etc.) führt.<br />
Abdichtung<br />
Die fehlende Abdichtung führt zu einer Beeinträchtigung der Dauerhaftigkeit des gesamten<br />
Bauwerks und generiert Folgeschäden wie z. B. Chloridbelastung des Überbaus,<br />
Betonschäden Überbau, Belagschäden etc..<br />
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Kappen<br />
Die vorhandenen Betonschäden beeinträchtigen die Standsicherheit des Bauteils. Wegen<br />
der bevorstehenden Betonabplatzungen ist die Verkehrssicherheit unter dem Bauwerk<br />
beeinträchtigt und nicht mehr voll gegeben. Wegen der schadhaften Fugen ist unter anderem<br />
die Dauerhaftigkeit dieses Bauteils beeinträchtigt und kann langfristig zur Beeinträchtigung<br />
der Dauerhaftigkeit des Bauwerks führen.<br />
Schutzeinrichtungen – Anprallsockel<br />
Wegen der vorhandenen Betonabplatzungen entlang des Sockels ist die Verkehrssicherheit<br />
geringfügig beeinträchtigt. Wegen der schadhaften Fugen und den Betonschäden ist die<br />
Dauerhaftigkeit dieses Bauteils beeinträchtigt und kann langfristig zur Beeinträchtigung der<br />
Dauerhaftigkeit des Bauwerks führen.<br />
Schutzeinrichtungen – Geländer<br />
Wegen des teilweise fehlendem Geländer ist die Verkehrssicherheit auf dem Bauwerk<br />
beeinträchtigt und nicht mehr voll gegeben. Die Dauerhaftigkeit dieses Bauteils ist unter<br />
anderem wegen der Korrosionsschäden beeinträchtigt.<br />
Entwässerung<br />
Die erheblichen Korrosionsschäden der Entwässerungsleitungen beeinträchtigen Massiv die<br />
Dauerhaftigkeit des Bauwerks und führen durch Eintrag von chloridbelastetem<br />
Oberflächenwasser zu Folgeschäden an der Tragkonstruktion des Überbaus und zu<br />
Betonschäden in den Widerlagern.<br />
Besichtigungseinrichtungen<br />
Wegen der fehlenden Steigeisen ist die Verkehrssicherheit der Widerlagerzugänge<br />
beeinträchtigt und die Verkehrssicherheit ist nicht mehr voll gegeben. Die Dauerhaftigkeit<br />
dieser Bauteile ist unter anderem wegen der Korrosionsschäden beeinträchtigt.<br />
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Fahrbahnbeläge und Markierung<br />
Die Schäden am Fahrbahnbelag (Ausbrüche, Risse und Blasen etc.) beeinträchtigen die<br />
Verkehrssicherheit und die Dauerhaftigkeit des Bauwerks.<br />
Sonstiges<br />
Die schadhaften Befestigungsmittel der Beschilderung haben geringen Einfluss auf die<br />
Verkehrssicherheit auf dem Bauwerk. Die Korrosionsschäden, unter anderem an den<br />
Beschilderungen und den Leerrohren, beeinträchtigen die Dauerhaftigkeit.<br />
Fazit:<br />
Aufgrund der Vielzahl der festgestellten Schäden an Über- und Unterbauten, an Kappen,<br />
Belag, Entwässerungs- und Schutzeinrichtungen usw. ist eine grundhafte Instandsetzung<br />
und Verstärkung / Ertüchtigung des Bauwerks erforderlich, um die Standsicherheit,<br />
Verkehrssicherheit und Dauerhaftigkeit des Bauwerks weiter zu gewährleisten. Die<br />
Sonderprüfung im Zuge der Zustandsfeststellung ergab eine Zustandsnote von 3,3.<br />
6.3 Konstruktion und bauliche Durchbildung<br />
6.3.1 Allgemeines<br />
Um eine fundierte Bewertung vornehmen zu können, ist eine belastbare<br />
Grundlagenermittlung, wie im Kapitel 5 im Zuge der Zustandserfassung und rechnerischen<br />
Bestandsanalyse vorgenommen, unerlässlich.<br />
Darüber hinaus ist eine differenzierte und sorgfältige Auseinandersetzung mit der<br />
konstruktiven und baulichen Durchbildung des Brückenbauwerkes bis hin zu den Fragen der<br />
Architektur und der Gestaltung erforderlich, wenn die Gesamtbewertung sämtliche<br />
relevanten Aspekte beinhalten soll.<br />
Im Zentrum von Düsseldorf wurde 1962 eine Hochstraßenbrücke über dem Jan-Wellem-<br />
Platz gebaut, die gegenüber bisherigen Konstruktionen aus den Rahmen fällt.<br />
Architektonische Gesichtspunkte und statische Erfordernisse führten zu einem schlanken<br />
Bauwerk. Mit dem flach abgerundeten Überbauquerschnitt und den V-förmigen Stützen mit<br />
insgesamt sehr sparsam gewählten Abmessungen wurde die Hochstraße gut in das<br />
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Stadtbild eingepasst. Dies war nur mit der Spannbetonbauweise möglich, die zu dieser Zeit<br />
erst in den Anfängen stand.<br />
6.3.2 Konstruktion und bauliche Durchbildung<br />
6.3.2.1 Überbau<br />
Der Grundriss der Hochstraße mit seinen Radien und Übergangsbögen ergibt sich aus den<br />
anzubindenden Straßen. Von der Hofgartenstraße verläuft der Überbau mit einem Radius<br />
von 2800 m bis zur Gabelung. Von hier geht die eine Rampe mit R = 250 m in die Berliner<br />
Straße, die andere mit R = 100 m in die Immermannstraße.<br />
Im Längsschnitt ergeben sich Steigungen und Ausrundungsradien durch die zu<br />
überquerenden Straßen und Plätze. Die Rampen haben eine maximale Steigung von 7 %<br />
(von der Berliner Straße aus) und 5,4% bzw. von 5,8 % von der Immermannstraße bzw. von<br />
der Berliner Allee.<br />
Die Hauptfahrbahn besitzt eine Fahrbahnbreite von 10,5 m zwischen den Schrammborden<br />
und nimmt 3 Fahrspuren auf. Die Kappen sind 1,2 m breit mit einem Sicherheitsstreifen von<br />
70 cm bis <strong>zum</strong> Geländer. Das Gesims liegt 50 cm außerhalb des Geländers und wurde als<br />
Berührungsschutz <strong>für</strong> die Fahrdrähte der Straßenbahn ausgebildet. Die Gesimshöhe wurde<br />
bewusst mit nur 45 cm gewählt, um das schlanke Aussehen der Brücke zu unterstreichen.<br />
Der Überbau der Hauptfahrbahn wird durch eine Doppelwelle gebildet und hat eine Bauhöhe<br />
von 1,0 m am Wellenberg und 0,45 m in der Mitte. 0,3 m breite Querscheiben verbinden die<br />
beiden Wellenbäuche in Abständen von ca. 3 m und ergeben neben der statisch<br />
notwendigen Torsionssteifigkeit und Biegesteifigkeit in Querrichtung eine gestalterisch<br />
gelungene Untersicht der Brücke.<br />
Der Querschnitt der Abzweigungsfahrbahnen wurde architektonisch aus der Hauptfahrbahn<br />
entwickelt und besteht deshalb nur aus einem wellenförmigen Bauch, der gegenüber der<br />
Hauptfahrbahn etwas in die Breite gezogen wurde. Die Breite der Fahrbahn zwischen den<br />
Schrammborden beträgt 7,5 m <strong>für</strong> zwei Fahrspuren, die Kappen wurden wie bei der<br />
Hauptbrücke ausgebildet. Die Bauhöhe beträgt ebenfalls 1,0 m.<br />
Um das architektonische Gestaltungskonzept konsequent umsetzen zu können, wurde der<br />
Überbau in Längs- und Querrichtung vorgespannt und <strong>für</strong> das Gebrauchslastniveau mit 80%<br />
Verkehr festgelegt.<br />
Der Überbau besteht aus Beton B 450, als Schlaffstahl wurde St IIIb und IVb eingebaut.<br />
Die Schlaffstahlmenge ist, wie zu dieser Zeit üblich, sehr gering. An der Ober- und Unterseite<br />
des Überbaus wurden Bewehrungsmatten Q139 bzw. Q257 eingelegt. Stabbewehrungen in<br />
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Längsrichtung wurden lediglich zur Stabilisierung der Spannglieder verwendet. Auch die<br />
Bügelbewehrung wurde nur zur Unterstützung der Spannglieder im Abstand von 50 bis 75<br />
cm eingebaut. Die Torsionsbewehrung besteht, wenn überhaupt, nur aus der<br />
Mattenbewehrung und den Unterstützungsbügeln mit oftmals nicht ausreichenden<br />
Überdeckungslängen.<br />
6.3.2.2 Lagerung<br />
Der Festpunkt der Brücke wurde im Bereich der Gabelung gesetzt, in dem die Stützen 10<br />
und 11 oben und unten eingespannt wurden. Die jeweils angrenzenden Stützen Achse 9 und<br />
8 der Hauptfahrbahn bzw. Achse 12, 13 und 14 der Abzweigfahrbahnen wurden im<br />
Fundament eingespannt, am Überbau gelenkig gelagert. Alle übrigen Stützen sind<br />
Pendelstützen, die unten mit je zwei Esslinger Neotopflager ausgestattet sind.<br />
Die oberen Gelenke sind als Punktlager aus Stahlguss ausgebildet. Das Lagerunterteil ist<br />
auf die Stützenköpfe geschweißt, das Oberteil wurde, um die Betonpressungen in Grenzen<br />
zu halten, verbreitert und mit Rundeisen im Beton verankert.<br />
An den Widerlagern wurde der Überbau in Längsrichtung beweglich durch herkömmliche<br />
Rollenlager gelagert.<br />
Das auch unter heutigen Gesichtspunkten als technisch sehr effizient zu bezeichnende<br />
Lagerungssystem ermöglicht eine äußerst reduzierte Ausbildung der Unterbauten, was<br />
architektonisch durchaus gewünscht war, weil es in das gestalterische Gesamtkonzept<br />
passt.<br />
6.3.2.3 Stützen<br />
Die Stützen bestehen aus Stahl St 52/HSB50 und haben aus den dargelegten Gründen sehr<br />
schlanke Abmessungen. Bei Höhen bis max. 6 m sind sie in der Brückenansicht nur 45 cm<br />
breit. In Brückenquerrichtung betragen die Abmessungen unten 1,6 m, der äußere Abstand<br />
der Gabelstützen unterhalb des Überbaus beträgt 3,33 m. Es wurden geschweißte<br />
Kastenprofile mit Blechstärken bis 60 mm verwendet.<br />
Die Form und die Abmessungen der Stützen der Abzweigungsfahrbahnen wurden wie bei<br />
der Hauptfahrbahn ausgeführt, lediglich die obere Gabelung entfällt.<br />
Da durch die großen Momente in der Fuge zwischen Fußplatte Stütze und Fundament<br />
Zugkeile entstehen, wurden diese mit Spanngliedern Dywidag St 80/105, 32 zusätzlich<br />
überdrückt.<br />
Die Gründung der Pfeiler erfolgt flach etwa 3,5 bis 4 m unter Gelände.<br />
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6.3.2.4 Widerlager<br />
Die Widerlagerbank und Kammerwand bestehen aus Stahlbeton und sind flach gegründet.<br />
Die Rampenwände bestehen aus Stahlbetonwänden, die etwa 50 cm ins Erdreich<br />
eindringen. Gegründet sind diese Wände mit Stützscheiben, die im Abstand von 7 m bis 11,5<br />
m (je nach Höhe der Stützwand) angeordnet sind. Die Gründungstiefen betragen ca. 4 m<br />
6.3.3 Brückenausstattung, Entwässerung<br />
Die Brückenausstattung des Bauwerks entspricht dem Stand des Regelwerks und des<br />
Erfahrungsschatzes <strong>zum</strong> damaligen Zeitpunkt.<br />
Zum heutigen Zeitpunkt sind teilweise höhere Anforderungen, z. B. durch ein gestiegenes<br />
Verkehrsaufkommen oder aus betrieblichen Zwängen, vorhanden, was sich auch in dem<br />
aktuellen Regelwerk wiederspiegelt. So sind z. B. die betrieblichen Anforderungen an die<br />
Schutzeinrichtungen deutlich erhöht worden, um die Verkehrssicherheit <strong>für</strong> die<br />
Verkehrsteilnehmer sicherzustellen. Die Schutzeinrichtungen sind daher im Zuge einer<br />
grundhaften Instandsetzung auf jeden Fall auf den aktuellen Stand des Regelwerks<br />
anzupassen.<br />
Die Ausstattung hinsichtlich der Zugänglichkeit der Bauteile, vor allem der Lager, ist im<br />
Bestand unbefriedigend gelöst, teilweise sind die Lager im Erdreich überhaupt nicht<br />
zugänglich und prüfbar. Nach den heutigen Vorschriften sind diese Verschleißteile <strong>für</strong> die<br />
Prüfung zugänglich zu machen<br />
Die Entwässerungsleitungen sind im Überbau einbetoniert. Die Zustandserfassung hat<br />
ergeben, dass massive Korrosionsschäden vorhanden sind, wodurch planmäßig Wasser in<br />
die Konstruktion eingeleitet wird, was zwangsläufig zu Folgeschäden führt. Zudem sind die<br />
Leitungen nicht <strong>für</strong> eine Prüfung zugänglich.<br />
Gemäß dem aktuellen Regelwerk dürfen daher Leitungen nicht mehr in tragende Teilen von<br />
Überbauten einbetoniert werden. Im Zuge einer Instandsetzungsmaßnahme sind daher<br />
außen angebrachte Entwässerungsleitungen zu montieren.<br />
6.3.4 Zusammenfassung<br />
Die Hochstraße über dem Jan-Wellem-Platz mit dem Doppel-Wellen-Profil sowie dem<br />
einfachen Wellen-Profil der Abzweigung ist durch einen architektonisch äußerst<br />
anspruchsvollen Gestaltungswillen geprägt. Die Querschnitte sowohl des Überbaus als auch<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 57<br />
der Stützen sind sehr sparsam gewählt und wirtschaftlich bemessen worden und besitzen<br />
praktisch keine Reserven hinsichtlich Nutzungserweiterungen.<br />
Die schlaffe Bewehrung wurde wie zur Zeit der Herstellung üblich sehr sparsam eingebaut.<br />
Man war damals der Meinung, bei einem hohen Vorspanngrad sei eine zusätzliche schlaffe<br />
Bewehrung nur in geringem Maße notwendig.<br />
Besonders die<br />
- Rissbreitenbewehrung<br />
- Robustheitsbewehrung<br />
- Schubbewehrung<br />
- Torsionsbewehrung<br />
ist konstruktiv in der baulichen Durchbildung nicht umgesetzt worden.<br />
An den Koppelfugen sind auch durchlaufende Spannstähle vorhanden (oft ein Schwachpunkt<br />
bei Brücken aus dieser Zeit), wohl aber fehlt der übliche höhere Bewehrungsgrad.<br />
Die Stützen sind extrem schlank und haben nur geringe Tragreserven. Besonders die<br />
Abtragung der Torsionskräfte aus einseitigem Verkehr aus dem Überbau sind bei den<br />
gewählten Stützenabmessungen im Grenzbereich.<br />
Das Lagerungssystem ist zwängungsarm und effizient gewählt worden und entspricht dem<br />
Stand der Technik.<br />
Die gesamte Brückenausstattung (Lager, Entwässerung, Zugangsmöglichkeiten,<br />
Schutzeinrichtungen) entsprechen dagegen nicht mehr dem aktuellen Regelwerk und dem<br />
Stand der Technik.<br />
6.4 Nutzung und Betrieb<br />
6.4.1 Allgemeines<br />
Die Anforderungen an ein Ingenieurbauwerk aus Nutzung und Betrieb können sich über die<br />
Lebensdauer eines Bauwerks verändern.<br />
Für die Bewertung des Bestandes ist es daher unabdingbar, die Anforderungen aus Nutzung<br />
und Betrieb gemäß dem aktuell gültigen Regelwerk auf das bestehende Bauwerk<br />
anzusetzen und evtl. vorhandene Defizite aufzuzeigen.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 58<br />
Die Anforderungen aus dem Verkehrsaufkommen hinsichtlich der Brückenklasse wurde<br />
bereits in Kap. 5.3.1 betrachtet (Anpassung auf BK 30/30).<br />
Als weiterer wichtiger Aspekt der Anforderungen aus Nutzung und Verkehr ist das Thema<br />
Schutzeinrichtungen und Sicherung der Verkehrsteilnehmer und des Betriebspersonals zu<br />
nennen.<br />
Dieser Aspekt wird nachfolgend näher untersucht.<br />
6.4.2 Schutzeinrichtungen<br />
6.4.2.1 Vorhandene Schutzeinrichtungen<br />
Am Bauwerk sind derzeit folgende Schutzeinrichtungen vorhanden:<br />
Schutzeinrichtung am Fahrbahnrand<br />
Die Schutzeinrichtung am Fahrbahnrand besteht aus einer 33 cm hohen Schutzschwelle aus<br />
Beton, die monolithisch mit den Randkappen verbunden ist.<br />
Absturzsicherung<br />
Als Absturzsicherung ist auf den Randkappen eine Seilkonstruktion ca. mittig montiert. Es<br />
sind zwei durchlaufende Seile Ø 26 als Holme eingebaut. Die Pfosten bestehen aus<br />
Stahlprofilen, die im Abstand von ca. 3 m in den Kappen einbetoniert sind.<br />
Berührschutz<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Planauszüge vorhandene Schutzeinrichtung<br />
Die Gleistrassen der Rheinbau AG, die unter der Brücke verlaufen, sind elektrifiziert, d.h. es<br />
sind Oberleitungen unter dem Bauwerk vorhanden.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 59<br />
Am Bauwerk sind keine Berührschutzeinrichtungen zur Sicherung der stromführenden<br />
Oberleitungen montiert.<br />
Die vorhandenen Schutzeinrichtungen entsprechen dem Kenntnisstand und dem Regelwerk<br />
<strong>zum</strong> Zeitpunkt des Baus der Brücke vor ca. 50 Jahren.<br />
6.4.2.2 Zusätzlich erforderliche Schutzeinrichtungen<br />
Für eine mögliche weitere Nutzung des Bauwerkes sind, wie zuvor ausgeführt, grundsätzlich<br />
Instandsetzungsmaßnahmen erforderlich. Hierbei sind u.a. die Radkappen zu erneuern,<br />
weshalb die Schutzeinrichtungen am Fahrbahnrand ebenfalls zu auszutauschen sind.<br />
Bei der Erneuerung von Schutzeinrichtungen ist das aktuelle Regelwerk anzuwenden, d.h.<br />
dass die Auswahl der neuen / zusätzlichen Schutzeinrichtungen nach den „Richtlinien <strong>für</strong><br />
passiven Schutz an Straßen durch Fahrzeug-Rückhaltesysteme (RPS)“ zu erfolgen hat.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Auszug aus RPS 2009, Kap. 1<br />
Gemäß den RPS sind auf Brücken im Zuge von Straßen neben dem äußeren Fahrbahnrand<br />
die Schutzeinrichtungen in Abhängigkeit vom Gefahrenbereich unterhalb der Brücke zu<br />
wählen.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 60<br />
Die Einstufung erfolgt nach Tabelle 5 der RPS. Aufgrund der unter der Brücke angeordneten<br />
Haltestelle der Rheinbahn sowie der starken Frequentierung der Flächen unter der Brücke<br />
durch Fußgänger liegt als Gefahrenbereich unter der Brücke ein „intensiv genutzter<br />
Aufenthaltsbereich“ vor.<br />
Die geforderte Aufhaltestufe der Schutzeinrichtung beträgt daher H1.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Auszug aus RPS 2009 – Tabelle 5<br />
Für die neue Schutzeinrichtung wurde mit diesen Vorgaben eine Variantenuntersuchung<br />
durchgeführt. Dabei wurden Systeme mit der Aufhaltestufe H1 oder besser gemäß der<br />
Einsatzfreigabeliste <strong>für</strong> Fahrzeug-Rückhaltesysteme in Deutschland der BASt mit möglichst<br />
geringem Wirkbereich berücksichtigt, um die neuen Radkappen möglichst schmal zu halten<br />
und somit eine Zusatzbelastung des Bauwerkes durch breitere Kappen zu vermeiden bzw.<br />
zu minimieren.<br />
Folgende Varianten wurden daher untersucht:<br />
- Variante 1 – Betonschutzwand<br />
- Variante 2 – Super Rail BW<br />
- Variante 3 – Safety Rail BW.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 61<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Übersicht Variantenuntersuchung<br />
Als Anlage 9 liegt ein Plan zu der Variantenuntersuchung bei. Nachfolgend werden die<br />
Varianten kurz näher erläutert:<br />
Variante 1 – Betonschutzwand<br />
Als Schutzeinrichtung am Fahrbahnrand wird bei dieser Variante eine Betonschutzwand<br />
Linetech LT 101 eingesetzt. Das Datenblatt der BASt zu dieser Schutzeinrichtung liegt als<br />
Anlage 10 bei. Die Schutzwand wurde <strong>für</strong> eine Aufhaltestufe H2 und einen Wirkbereich W2<br />
zugelassen. Der Wirkbereich W2 bedeutet ein Maß von ≤ 0,8 m zwischen Vorderkante
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 62<br />
planmäßige Lage der Schutzeinrichtung und Hinterkante verschobene Schutzeinrichtung bei<br />
einem Anfahrereignis.<br />
Dieser Wirkbereich muss bei der Kappenausbildung berücksichtigt werden.<br />
Als Absturzsicherung ist bei dieser Variante ein Füllstabgeländer analog der Richtzeichnung<br />
Gel 4 mit Seil im Handlauf vorgesehen, das an der Stirnseite der Gesimskappen befestigt<br />
wird.<br />
Die Kappenbreite ergibt sich bei dieser Variante damit zu 1,30 m, d.h. 10 cm breiter als die<br />
bestehenden Kappen.<br />
Variante 2 – Super Rail BW<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Querschnitt Variante 1<br />
Bei der Variante 2 wird als Schutzeinrichtung ein Stahlsystem Super Rail BW eingesetzt.<br />
Das Datenblatt der BASt zu dieser Schutzeinrichtung liegt als Anlage 11 bei.<br />
Die Schutzeinrichtung wurde <strong>für</strong> eine Aufhaltestufe H2 und einen Wirkbereich W4<br />
zugelassen.<br />
Der Wirkbereich W4 bedeutet ein Maß von ≤ 1,3 m zwischen Vorderkante planmäßige Lage<br />
der Schutzeinrichtung und Hinterkante verschobene Schutzeinrichtung bei einem<br />
Anfahrereignis. Dies würde eine Kappenbreite von ca. 1,8 m erfordern.<br />
Gemäß den RPS, Kap. 3.3.1.3 (5) „Schutzeinrichtungen mit einer Wirkungsbereichsklasse,<br />
die größer ist als der Abstand zwischen der Vorderkante der Schutzeinrichtung und der<br />
Vorderkante der Gefahrenstelle, können eingesetzt werden, wenn sich aus den Prüfungen<br />
der DIN EN 1317-2 ergibt, dass Fahrzeuge aufgehalten werden und die Funktionsweise der<br />
Schutzeinrichtung nicht verändert wird. Das angestrebte Schutzziel darf dadurch nicht<br />
beeinträchtigt werden.“
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 63<br />
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Auszug RPS 2009 – Kap. 3.3.1.3<br />
Die Schutzeinrichtung Super Rail BW war gemäß Anlage 11 bei der Prüfung am äußeren<br />
Kappenrand aufgebaut. Ein Geländer war nicht eingebaut. Dies bedeutet, dass die<br />
Kappenbreite beim Einsatz dieser Schutzeinrichtung auf die Breite der bestehenden Kappe<br />
von 1,20 m reduziert werden kann. Eine zusätzliche Absturzsicherung ist nicht erforderlich.<br />
Variante 3 – Safety Rail BW<br />
Querschnitt Variante 2
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 64<br />
Bei der Variante 3 wird als Schutzeinrichtung ein Stahlsystem Safety Rail BW eingesetzt.<br />
Als Anlage 12 liegen Unterlagen zu diesem System bei.<br />
Das System ist noch nicht in der Einsatzfreigabeliste der BASt enthalten, da es eine<br />
Neuentwicklung ist. Es soll jedoch, nach Aussage des Herstellers, bei der nächsten<br />
Überarbeitung der Einsatzfreigabeliste durch die BASt mit aufgenommen werden.<br />
Für die Schutzeinrichtung Safety Rail BW gelten die Ausführungen zu Variante 2 analog.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Querschnitt Variante 3<br />
Mit der Variantenuntersuchung wurden Lösungen aufgezeigt, die <strong>zum</strong> einen die aktuellen<br />
Anforderungen an die Schutzeinrichtungen <strong>für</strong> die Verkehrsteilnehmer auf und unter dem<br />
Bauwerk erfüllen und <strong>zum</strong> anderen die Zusatzbelastung auf das bestehende Bauwerk<br />
minimieren.<br />
Von der Stadt Düsseldorf, die die Verkehrssicherungs- und Unterhaltungspflicht <strong>für</strong> das<br />
Bauwerk trägt, wurde als zusätzliche Anforderung an die Brückenausstattung ein<br />
ausreichend dimensionierter Betriebsweg auf den Brückenkappen vorgesehen, um <strong>für</strong> das<br />
Personal bei der Bauwerksunterhaltung und Bauwerksprüfung einen gesicherten Zugang auf<br />
die Brücke zu ermöglichen. Weiterhin kann dieser Betriebsweg als Notgehweg <strong>für</strong><br />
Verkehrsteilnehmer von havarierten Fahrzeugen fungieren.<br />
Als Breite des Betriebsweges wurden ca. 75 cm vorgegeben.<br />
Um diese Anforderungen zu erfüllen, erfolgt die Ausbildung der Randkappen nach der<br />
Richtzeichnung Kap 1 (Anlage 13) mit einer Kappenbreite von 2,05 m und einer einfachen<br />
Distanzschutzplanke (EDSP) als Schutzeinrichtung.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 65<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Querschnitt mit Kappe nach RiZ Kap 1<br />
Die Kappenbreite ist deutlich größer als die Breite der Bestandskappe, was entsprechende<br />
Ertüchtigungsmaßnahmen an dem Tragwerk erforderlich macht.<br />
Diese werden in Kap. 7.3 näher beschrieben.<br />
Berührschutz<br />
Unter dem Bauwerk verlaufen die stromführenden Oberleitungen der Rheinbahn AG. Am<br />
Bauwerk sind keine Berührschutzeinrichtungen montiert. Die Erfordernisse von<br />
Berührschutzeinrichtungen zur Sicherung der Verkehrsteilnehmer und dem Betriebspersonal<br />
auf der Brücke ist mit der Rheinbahn AG abzustimmen.<br />
6.4.3 Zusammenfassung<br />
Grundsätzlich ist festzuhalten, dass bei einer grundhaften Instandsetzung des Bauwerks<br />
eine Erneuerung der Schutzeinrichtungen mit Anpassung an das aktuelle Regelwerk<br />
unabdingbar ist.<br />
Aufgrund der vorgenannten Ausführungen werden zwei Varianten weiter verfolgt.<br />
Zum einen wird der Einsatz der Schutzeinrichtung SuperRail BW mit einer Kappenbreite von<br />
1,2 m (im weiteren Verlauf als Variante 1 bezeichnet) betrachtet. Zum anderen wird die<br />
Anordnung einer Kappe nach Richtzeichnung Kap 1 (im weiteren Verlauf als Variante 2<br />
bezeichnet) untersucht.<br />
Handelt es sich bei Variante 1 um die Mindesterfüllung der Absturzsicherheit, gewährleistet<br />
die Variante 2 darüber hinaus einen zusätzlichen Bewegungsspielraum im Havariefall und im<br />
Bedarfsfall <strong>für</strong> Brückeninspektionen.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 66<br />
Die beiden Varianten stellen somit eine Grenzwertbetrachtung dar, womit die Bandbreite der<br />
möglichen Kappenausbildungen bei einer Instandsetzung des Bauwerks abgedeckt wird.<br />
Beide Varianten werden deshalb hinsichtlich der erforderlichen Instandsetzungs- und<br />
Verstärkungs- / Ertüchtigungsmaßnahmen untersucht und mit Kostenschätzungen hinterlegt.<br />
6.5 Schlussfolgerungen<br />
Die intensive Auseinandersetzung mit dem Bestand des Brückenbauwerkes <strong>Tausendfüßler</strong>,<br />
differenziert hinsichtlich der Kriterien:<br />
Bausubstanz<br />
Konstruktion und bauliche Durchbildung<br />
Nutzung und Betrieb<br />
erfordert im Ergebnis umfangreiche Sanierungsmaßnahmen.<br />
Diese Maßnahmen reichen von einer reinen Instandsetzung über eine grundhafte<br />
Ertüchtigung bis hin zu teilweise notwendigen Verstärkungen.<br />
Unter dem Begriff Instandsetzung wurden sämtliche Maßnahmen zusammengefasst, die<br />
den status quo der Brücke wieder herstellen sollten, im Sinne einer Renovierung (z. B.<br />
Belag, Abdichtung etc.).<br />
Defizite aus Schädigungen, die die Konstruktion beeinflussen und direkt die<br />
Gebrauchstauglichkeit oder sogar die Tragfähigkeit der Brücke gefährden, müssen im Zuge<br />
einer grundhaften Ertüchtigung behoben werden (z. B. Spanngliedschäden).<br />
Handlungsbedarf, der sich aus einem neuen Anforderungsprofil (z. B. Schutzeinrichtungen<br />
inklusive erweitertem Betriebsweg) ergibt, wird über eine sogenannte erweiterte<br />
Verstärkung behandelt.<br />
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7. Notwendige Sanierungsmaßnahmen<br />
7.1 Allgemeines<br />
Im Folgenden wurden die Ergebnisse der „empirischen“ und „analytischen“ Bearbeitung<br />
(Erhaltungszustand Kap. 5 und Bewertung Bestand Kap. 6) zusammengeführt und in<br />
notwendige Sanierungsmaßnahmen umgesetzt.<br />
Bei dieser Umsetzung wird zusätzlich differenziert, ob es sich um einen reinen<br />
Instandsetzungs- oder um einen Ertüchtigungs- bzw. Verstärkungsbedarf handelt.<br />
Eine weitere Differenzierung erfolgt hinsichtlich des Umfanges der Verstärkungs-<br />
maßnahmen, der sich aus den Anforderungen aus ‚Nutzung und Betrieb‘ ergibt.<br />
7.2 Instandsetzungsmaßnahmen<br />
Überbauunterseite<br />
Zu Beginn der Arbeiten werden sämtliche Oberflächen durch Abklopfen untersucht. Risse<br />
und hohlklingende Flächen werden deutlich sichtbar markiert. Neben den Hohlstellen und<br />
Stellen, an denen der Beton bereits abgeplatzt ist, werden die Bereiche mit erkennbaren<br />
Wasser- und Sinterspuren geöffnet.<br />
Der schadhafte Beton wird nach ZTV – ING, Teil 3, Abschnitt 4 „Schutz und Instandsetzung<br />
von Betonbauteilen“ entfernt, die Flächen werden mit festem Strahlmittel vorbereitet,<br />
korrodierte Bewehrungsstähle werden vollständig freigelegt, gestrahlt und beschichtet. Die<br />
Schadstellen werden anschließend mit PCC – Mörtel reprofiliert.<br />
Alle Risse im Überbau mit Rissbreite > 0,2 mm werden kraftschlüssig nach ZTV-ING, Teil 3,<br />
Abschnitt 5 „Füllen von Rissen und Hohlräumen in Betonbauteilen“ verfüllt.<br />
Die Risse mit Aussinterungen werden zunächst mittels Druckwasserstrahlen gesäubert, um<br />
anschließend deren Rissbreite bestimmen zu können.<br />
Aufgrund der stellenweise zu geringen Betondeckung wird zur Erhöhung der Dauerhaftigkeit<br />
die gesamte Überbauuntersicht mit einem Oberflächenschutzsystem OS-C gem. ZTV-ING,<br />
Teil 3, Abschnitt 4 (Farbton: RAL 9002, grauweiß) versehen. Nach Reprofilierung der<br />
Schadstellen wird die Betonunterlage vorbereitet, anschließend flächig ein Feinspachtel und<br />
darauf das OS-C System aufgetragen.<br />
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Überbauoberseite - Fahrbahntafel<br />
Die Überbauoberseite wird zu Beginn der Arbeiten vollständig abgeräumt. Die<br />
Brückenkappen werden einschließlich der Geländer und Anprallsockel abgebrochen, die<br />
Beläge und die Abdichtung abgeräumt und die schadhaften Brückenabläufe ausgebaut.<br />
Zu Beginn der Arbeiten werden sämtliche Oberflächen durch Abklopfen untersucht. Risse<br />
und hohlklingende Flächen werden deutlich sichtbar markiert. Neben den Hohlstellen und<br />
Stellen, an denen der Beton bereits schadhaft ist, wird der Beton im Bereich der Tiefpunkte<br />
auf Chloridbelastungen untersucht und falls erforderlich ausgetauscht.<br />
Der schadhafte Beton wird nach ZTV – ING, Teil 3, Abschnitt 4 „Schutz und Instandsetzung<br />
von Betonbauteilen“ entfernt, die Flächen werden mit festem Strahlmittel vorbereitet,<br />
korrodierte Bewehrungsstähle werden vollständig freigelegt, gestrahlt und beschichtet. Die<br />
Schadstellen und Abtragstellen werden anschließend mit Betonersatzsystemen reprofiliert.<br />
Im Zuge der Arbeiten sind die nicht verpressten Hüllrohre der Spannglieder mittels Radar zu<br />
orten und zu markieren. Anschließend sind die Hüllrohre punktuelle zu öffnen und die<br />
Hohlräume zwischen Hüllrohr und Spannstahl nach ZTV-ING, Teil 3, Abschnitt 5 „Füllen von<br />
Rissen und Hohlräumen in Betonbauteilen“ mit Zementsuspension zu verfüllen.<br />
Ebenso können in diesem Zuge Spanngliedschäden detektiert werden.<br />
Widerlager und Rampen<br />
Generell wird die gesamte Betonoberfläche der Widerlager und Rampen durch Abklopfen<br />
untersucht. Risse und hohlklingende Flächen werden deutlich sichtbar markiert. Hohlstellen<br />
und Stellen, an denen der Beton bereits abgeplatzt ist, werden geöffnet.<br />
Der schadhafte Beton wird nach ZTV – ING, Teil 3, Abschnitt 4 „Schutz und Instandsetzung<br />
von Betonbauteilen“ entfernt, die Flächen werden mit festem Strahlmittel vorbereitet,<br />
korrodierte Bewehrungsstähle werden vollständig freigelegt, gestrahlt und beschichtet. Die<br />
Schadstellen werden anschließend mit PCC – Mörtel reprofiliert.<br />
Risse an den Widerlagern mit Rissbreite > 0,2 mm werden kraftschlüssig nach ZTV-ING, Teil<br />
3, Abschnitt 5 „Füllen von Rissen und Hohlräumen in Betonbauteilen“ verfüllt.<br />
Zur Erhöhung der Dauerhaftigkeit werden alle luftseitigen Stahlbetonoberflächen der<br />
Widerlager und Rampen mit einem Oberflächenschutzsystem OS-D I gem. ZTV-ING, Teil 3,<br />
Abschnitt 4 versehen. Nach Reprofilierung der Schadstellen wird die Betonunterlage<br />
vorbereitet und anschließend flächig ein Feinspachtel und darauf das<br />
Oberflächenschutzsystem aufgetragen.<br />
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Stützen<br />
Die vorhandene Korrosionsschutzbeschichtung auf den Stahlstützen sowie die bereits<br />
korrodierten Stahloberflächen der Stützen werden durch Strahlen mit festem Strahlmittel<br />
vorbereitet. Anschließend werden die Stahlflächen auf Querschnittsminderungen, Narben<br />
oder sonstige Schäden hin untersucht und ggf. verstärkt.<br />
Alle Stahloberflächen erhalten abschließend einen neuen Korrosionsschutz nach ZTV-ING,<br />
Teil 4, Abschnitt 3 „Korrosionsschutz von Stahlbauten“:<br />
Korrosionsschutz an Stützenoberflächen, Bauteil 1.3.1, zugrundegelegte<br />
Korrosionsbelastung b), Beschichtungssystem 1:<br />
Kappen<br />
- Oberflächenvorbereitung Sa 2 ½<br />
- Grundbeschichtung EP-Zinkstaub: nach Blatt 87, 70 µm<br />
- 1. Zwischenbeschichtung: nach Blatt 87, 80 µm<br />
- 2. Zwischenbeschichtung: nach Blatt 87, 80 µm<br />
- Deckbeschichtung: nach Blatt 87, 80 µm<br />
Der Neubau der Kappen wird in dem Kap. 7.3 behandelt.<br />
Übergangskonstruktion<br />
Die schadhaften Fahrbahnübergänge mit jeweils drei Dichtprofilen werden im Zuge der<br />
Instandsetzung ausgebaut und gem. ZTV-ING Teil 8, Abschnitt 1 „Fahrbahnübergänge aus<br />
Stahl und aus Elastomer“ mit wasserdichten Fahrbahnübergängen mit mehr als einem<br />
Dichtprofil ersetzt. Die Ausbildung im Kappenbereich erfolgt in Anlehnung an RIZ-ING Übe 1<br />
mit Abdeckblech.<br />
Lager<br />
Die schadhaften Rollenlager in den Widerlagern und Topflager unter den Stützen werden<br />
vollständig ausgebaut und durch neue Lager nach ZTV-ING, Teil 8, Abschnitt 3 „Lager und<br />
Gelenke“ ersetzt.<br />
Zwischen den Widerlagern und dem Überbau werden z. B. Kalottenlager mit beweglichem<br />
Gleitteil und an den Stützenfüßen Topflager eingebaut. Damit die Lager an den<br />
Stützenfüssen jederzeit gut einsehbar und prüfbar sind, werden wasserdichte und<br />
zugängliche Lagerschächte an den Stützenfüssen vorgesehen.<br />
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Entwässerungsleitungen und Brückenabläufe<br />
Die vorhandenen Brückenabläufe werden ausgebaut und durch neue Abläufe ersetzt. Da<strong>für</strong><br />
werden Kernbohrungen in der Fahrbahnplatte ausgeführt, in die die neuen Abläufe<br />
eingesetzt und ausbetoniert werden. An der Überbauunterseite werden die Brückenabläufe<br />
dann mit neuen Quer- und Längsentwässerungsleitungen an die Vorflut angeschlossen.<br />
Die Aufhängungen der Quer- und Längsleitungen werden analog RiZ Was 13 ausgeführt.<br />
Die neuen Befestigungsschienen werden an die Fahrbahnplattenunterseite angedübelt.<br />
Die Lage der neuen Längsleitung kann entweder direkt unter den Abläufen vorgesehen<br />
werden oder außen am Kragarmende, so dass die Leitung mit einer Gesimsschürze<br />
kaschiert werden kann.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Varianten Lage Entwässerungsleitung<br />
Vor den Widerlagern wird die Entwässerung über Fallleitungen an Schächte vor dem<br />
Widerlager angeschlossen. Die Schächte müssen entsprechend angepasst werden. Im<br />
Übergangsbereich von Überbau zu Unterbau sind elastische Rohrverbindungen vorzusehen,<br />
die Bauwerksbewegungen aufnehmen.<br />
Die im Überbau verbleibenden, alten Entwässerungsleitungen werden vollständig verfüllt.<br />
Tropftüllen<br />
Zwischen den Brückenabläufen werden zusätzlich Tropftüllen angeordnet. Mit<br />
Kernbohrungen werden im Überbau Löcher hergestellt, in die die neuen Tropftüllen aus<br />
nichtrostendem Stahl analog RIZ-Ing WAS 11 eingesetzt und einbetoniert werden.<br />
Schutzeinrichtungen
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Der Neubau der Schutzeinrichtungen wird in dem Kap. 7.3 behandelt.<br />
Abdichtung und Beläge<br />
Die Abdichtung soll auf der gesamten Überbaubreite erneuert werden. Es ist vorgesehen<br />
den neuen Aufbau auf dem Bauwerk gem. ZTV-ING Teil 7, Abschnitt 1, wie folgt<br />
auszuführen:<br />
unter den Kappen:<br />
- V13 Schutzlage<br />
- 30 cm breiter Verstärkungsstreifen aus Edelstahl unter dem Schrammbord<br />
- 0,5 cm Abdichtung aus Bitumenschweißbahnen, 1-lagig<br />
- Grundierung, Kratzspachtelung<br />
zwischen den Kappen:<br />
- 4,0 cm Deckschicht aus Gussasphalt<br />
- 3,5 cm Schutzschicht aus Gussasphalt<br />
- 0,5 cm Abdichtung aus Bitumenschweißbahnen, 1-lagig<br />
- Grundierung, Kratzspachtelung<br />
Bauwerkshinterfüllung und Straßenbau<br />
Die Bauwerkshinterfüllung wird ausgebaut und die Rampenwände werden erdseitig<br />
abgedichtet. Anschließend wird der Hinterfüllbereich analog RIZ-Ing Was 7 mit Dränschicht,<br />
Grundrohr, Entwässerungsbereich usw. hergestellt.<br />
Der Straßenaufbau in den Hinterfüllbereichen wird wie folgt ausgeführt:<br />
- 4,0 cm Deckschicht aus Splittmastix<br />
- 8,0 cm Asphaltbinderschicht<br />
- 10,0 cm Asphalttragschicht<br />
- 43,0 cm kombinierte Frosttragschicht<br />
Zugangsschächte<br />
Die Zugangsschächte vor den Widerlagern entsprechen nicht mehr den heutigen<br />
Sicherheitsanforderungen und sind zu erneuern.<br />
Bei den neuen Schachtzugängen sind nachfolgende Bedingungen umzusetzen:<br />
- Durchstieg Schachtabdeckung vergrößern<br />
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- Schachtabdeckung mit Gasdruckfeder als Unterstützung beim Öffnen<br />
- Steigleiter mit ausziehbarem Holm einbauen.<br />
7.3 Ertüchtigung und Verstärkung<br />
7.3.1 Allgemeines<br />
Die statische Analyse dient neben dem Ziel, einschätzen zu können, inwieweit der gebaute<br />
Zustand den heutigen Normen entspricht auch der Untersuchung, welche Auswirkungen eine<br />
notwendige Ertüchtigung hat. Desweiteren werden Verstärkungsmaßnahmen untersucht, die<br />
aus einer Verbreiterung der Kappen resultieren.<br />
Wie schon in Kapitel 6.4.3 erläutert werden in der weiteren Betrachtung zwei Varianten<br />
untersucht. Die Variante 1, bei der die vorhandene Kappenbreite beibehalten wird und die<br />
Variante 2 mit der breiteren Kappe nach Richtzeichnung Kap 1.<br />
Wie bereits im Kap. 6.2.2 erläutert, wird bei beiden Varianten angenommen, dass sowohl<br />
15% der Längsspannglieder wie auch 15% der Querspannglieder ausgefallen sind<br />
(Risikoabschätzung).<br />
Die Variante 1 stellt durch die Beibehaltung der vorhandenen Kappenbreite in der im Kap.<br />
6.5 dargelegten Terminologie eine grundhafte Ertüchtigung dar. Bei der Variante 2 wird das<br />
Bauwerk verbreitert, was als erweiterte Verstärkung bezeichnet wird.<br />
Hinsichtlich des statischen System, Belastung, Vorschriftenlage und Vorgehensweise bei der<br />
statischen Analyse <strong>für</strong> die Ertüchtigung / Verstärkung gelten die Ausführungen im Abschnitt<br />
5.3.1 und der Anlage 8.<br />
7.3.2 Variante 1 - Grundhafte Ertüchtigung<br />
Beschreibung der Variante<br />
Bei dieser Variante wird die neue Kappe mit einer Breite von 1,2 m ausgeführt. Das Gesims<br />
wird als Schürze heruntergezogen, um die neue, außenliegende Entwässerungsleitung zu<br />
kaschieren. Als Schutzeinrichtung kommt das Stahlsystem SuperRail BW zur Ausführung.<br />
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Querrichtung<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Querschnitt Variante 1<br />
Durch das Beibehalten der vorhandenen Kappenbreite erhöht sich die Last auf den Kragarm<br />
durch die Kappen kaum.<br />
Bei dieser Untersuchung wird ein Spanngliedausfall der Quervorspannung von 15 %<br />
angenommen. Hier zeigt die Tabelle in Anlage 8, Abschnitt 3.2, dass sich die Spannungen<br />
im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (GZG) geringfügig erhöhen, aber immer noch<br />
unter den Grenzwerten der zulässigen Spannung der Nachrechnungsrichtlinie befinden.<br />
Alle anderen Nachweise werden nur geringfügig beeinflusst und ergeben keine neue<br />
qualitative Aussage.<br />
Längsrichtung<br />
Beim Dekompressionsnachweis (GZG) wurden die Randspannungen in der Bestandsstatik<br />
<strong>für</strong> 80% der Verkehrslasten geführt. Dieser Dekompressionsnachweis ist nach neuer Norm<br />
und Lastbild 30/30 ebenfalls erfüllt, da hierbei die Verkehrslasten mit nur 20% eingehen.<br />
Beim Ausfall von 15 % Spannglieder ist der Dekompressionsnachweis nach DIN-FB nicht<br />
erfüllt. Die auftretenden Betonrandzugspannungen überschreiten aber nicht den Wert der<br />
Betonzugfestigkeit von fctk,0,05=2,0 MN/m² ( C30/37), was in der Nachrechnungsrichtlinie so<br />
zugelassen ist.<br />
Der Nachweis der Biegetragfähigkeit im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZT) ist in den<br />
Stützbereichen erfüllt. In den Feldbereichen können die Nachweise nicht erbracht werden,<br />
hier sind Verstärkungsmaßnahmen erforderlich, z. B. zusätzliche Vorspannung.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 74<br />
Die Nachweise in den Feldbereichen sind erst eingehalten, wenn eine externe Vorspannung<br />
von 2 MN je Steg an der Hauptbrücke und 7,5 MN an den Rampen vorgesehen wird.<br />
Die Nachweise der Schubtragfähigkeit sind mit der reduzierten Vorspannung und der zur<br />
Erreichung der Biegetragfähigkeit vorzusehenden externen Vorspannung eingehalten.<br />
Unterbauten und Lager<br />
Der Ausfall von Spanngliedern hat auf die Unterbauten und Lager einen vernachlässigbaren<br />
Einfluss. Deshalb kann davon ausgegangen werden, dass die Tragfähigkeit der Unterbauten<br />
und Lager auch bei einem Spanngliedausfall von 15% gegeben ist.<br />
7.3.3 Erweiterte Verstärkung<br />
Beschreibung der Variante<br />
Bei dieser Variante wird die neue Kappe mit einer Breite von 2,05 m nach Richtzeichnung<br />
Kap 1 ausgeführt. Als Schutzeinrichtung kommen eine einfache Distanzschutzplanke und ein<br />
Füllstabgeländer zur Ausführung.<br />
Querrichtung<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Querschnitt Variante 2<br />
In diesem Zustand wird die Querrichtung mit neuer, breiter Kappe (2,05 m) und reduzierter<br />
Quervorspannung untersucht (es wird angenommen, dass 15 % der Querspannglieder
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 75<br />
ausgefallen sind). Außerdem wird der Kragarm um 80 cm verlängert und ein Aufbeton von<br />
10 cm auf die ganze Brücke aufgebracht. Darin wird eine zusätzliche Quervorspannung bis<br />
<strong>zum</strong> Ende des anbetonierten Kragarms unter der neuen Kappe geführt.<br />
Nur aus der Betrachtung des Grenzzustandes der Gebrauchstauglichkeit (GZG) wäre eine<br />
zusätzliche Vorspannung nicht notwendig, da die Nachrechnungsrichtlinie eine Zugspannung<br />
von 2 N/mm² zulässt. Eine Verlängerung des Kragarms außen (durch die breitere Kappe<br />
erforderlich!) ergibt aber eine schwierige Verbindung von Alt- und Neubeton vor allem<br />
hinsichtlich Schub, Rissbreite und Ermüdung, <strong>zum</strong>al die Einzellast nach 10.1.2 (8) der<br />
Nachrechnungsrichtlinie hinter dieser Arbeitsfuge angesetzt und nachgewiesen werden<br />
muss. Eine zusätzliche Vorspannung dieser Arbeitsfuge würde rechnerisch, vor allem aber<br />
konstruktiv eine Verbesserung bringen.<br />
Es wird angenommen, dass die nachträgliche Quervorspannung aus 2 Litzen 1570/1770 je<br />
m besteht. Hier könnten z.B. Monolitzen (2 Litzen nebeneinander) verwendet werden, die<br />
das Korrosionsproblem verringern und dann nur einen Aufbeton von ca. 10 cm erfordern.<br />
Die Kragarmverlängerung außen (80 cm) wird dann wie im Bestand 18,5 cm dick ausgeführt,<br />
sodass sich zusammen mit dem Aufbeton eine Kragarmdicke am Ende von 28,5 cm ergibt.<br />
Außerdem wäre bei 28,5 cm Kragarmdicke und einer Kappe nach RIZ Kap 1 eine<br />
Gesimshöhe von 50 cm möglich, was die Schlankheit der Brücke in der Ansicht weitgehend<br />
erhalten würde.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Skizze Aufbeton und Quervorspannung<br />
Ein weiterer Vorteil dieses Aufbetons liegt darin, nach der Sanierung des Bestandsbeton<br />
eine zusätzliche Schutzschicht auf der Brücke zu erhalten, die auch die Lastverteilung<br />
verbessert.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 76<br />
Die Tabelle in Anlage 8, Abschnitt 3.3 zeigt, dass mit dieser Zusatzvorspannung trotz<br />
höherem Gewicht durch An- und Aufbeton die Spannungen im GZG weitgehend im<br />
Druckbereich bleiben, sodass dann ein robustes und dauerhaftes Tragverhalten in<br />
Querrichtung sichergestellt ist.<br />
Längsrichtung<br />
Die Verbreiterung der Kappen hat zur Folge, dass sich das Zusatzeigengewicht aufgrund der<br />
Kragarmverlängerung und des erforderlichen Aufbetons <strong>für</strong> die Querspannglieder auf ca.<br />
280% erhöht (Aufbeton, Kragarmverlängerung, größere Kappen).<br />
Die Randspannungen überschreiten beim Dekompressionsnachweis ohne<br />
Zusatzmaßnahmen den Wert der Betonzugfestigkeit, was nicht zulässig ist. Die Nachweise<br />
sind nach der Nachrechnungsrichtlinie erst eingehalten, wenn eine externe Vorspannung von<br />
ca. 2,5 MN je Steg im Regelbereich der Hauptbrücke und ca. 8 MN an den Rampen<br />
vorgesehen wird. In den Feldern Achse 4-5 und Achse 6-7 wäre jedoch noch eine weitere<br />
Erhöhung der externen Vorspannung erforderlich, da hier noch höhere Randspannungen<br />
entstehen.<br />
Der Nachweis der Biegetragfähigkeit im Grenzzustand der Tragfähigkeit ist aufgrund des<br />
erhöhten Eigengewichts ohne zusätzliche Vorspannung in den Feldbereichen nicht zu<br />
erbringen. Sie sind erst eingehalten, wenn eine externe Vorspannung von 2,5 MN je Steg an<br />
der Hauptbrücke und 19 MN an den Rampen vorgesehen wird.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Externe Spannglieder, nachträglich angebracht<br />
Verstärkung Längsrichtung Hauptbrücke
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 77<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Verstärkung Längsrichtung Rampen<br />
Die Nachweise der Schubtragfähigkeit sind mit der reduzierten Vorspannung und der zur<br />
Erreichung der Biegetragfähigkeit vorzusehenden zusätzlichen externen Vorspannung<br />
eingehalten.<br />
Unterbauten und Lager<br />
Das erhöhte Eigengewicht hat auch einen gewissen Einfluss auf die Unterbauten und Lager.<br />
Aus überschläglichen Berechnungen ergibt sich eine Lasterhöhung. Der Einfluss der<br />
erhöhten Vertikalkräfte in den Stützen ist deshalb in der Ausführungsplanung zu<br />
untersuchen. Die Stahlstützen bieten jedoch die Möglichkeit einer Verstärkung durch<br />
Einschweißen von zusätzlichem Konstruktionsstahl. Die Lager müssen ausgetauscht<br />
werden und sind <strong>für</strong> die höheren Lasten auszulegen.<br />
Im Bereich der oben und unten eingespannten Stützen (siehe 6.3.2.2) ergeben sich<br />
zusätzliche Zwängungen durch die Zusatzlängsvorspannung, die ggf. Verstärkungen dieser<br />
Stützen erforderlich machen.<br />
7.3.4 Diskussion und Ausblick<br />
Um den Aufwand <strong>für</strong> die Ertüchtigung und die Verstärkung des Bauwerks abschätzen zu<br />
können, wurde eine rechnerische Analyse mit den Schwerpunkten:<br />
- Dekompressionsnachweise<br />
Externe Spannglieder, nachträglich angebracht
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 78<br />
durchgeführt.<br />
- Biegetragfähigkeit<br />
- Schubtragfähigkeit<br />
- Ermüdungsnachweise<br />
Als Ziellastniveau wurde in Abstimmung mit dem Baulastträger BK 30/30 festgelegt.<br />
Als Grundlage dienten die DIN-Fachberichte und die Festlegungen der Nachrechnungs-<br />
richtlinie <strong>für</strong> die Stufe 2.<br />
Im folgendem werden die Ergebnisse zusammengestellt, die sich aus statischer Sicht<br />
ergeben. Dabei wird danach unterschieden, ob es sich um eine grundhafte Ertüchtigung<br />
(Variante 1) oder eine erweiterte Verstärkung (Variante 2) handelt.<br />
Variante 1<br />
Eine Ertüchtigung verfolgt das Ziel, eine ausreichende Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit auf<br />
der Grundlage der gelten Normen (DIN-Fachberichte, Nachrechnungsrichtlinie) zu erreichen.<br />
Dabei wird dem Umstand Rechnung getragen, dass am Bauwerk Schäden an der Schlaff-<br />
und Spannbewehrung festgestellt wurden. Da die festgestellten Schäden bereits bei einer<br />
kleinen Stichprobe festgestellt wurden, ist davon auszugehen, dass am Bauwerk auf Grund<br />
der mangelhaften Abdichtung und der innenliegenden Entwässerungsleitung weitere<br />
Schäden vorhanden sind. Fiktiv wurde ein Schädigungsgrad von 15% bei den Spanngliedern<br />
<strong>für</strong> die rechnerische Analyse festgelegt. Auf Grund der kleinen Stichprobe ist dieser Wert mit<br />
einer gewissen Unsicherheit behaftet. Vor der quantitativen Planung der<br />
Ertüchtigungsmaßnahmen ist deshalb eine Ermittlung des genauen Schadensumfanges<br />
durch eine umfangreiche Bauwerksuntersuchung unbedingt erforderlich.<br />
Unter der Voraussetzung, dass 15% der Spannglieder ausgefallen sind und dass die<br />
Ertüchtigung annähernd gewichtsneutral erfolgt, ist zur Erzielung einer ausreichenden<br />
Tragfähigkeit in den Feldbereichen eine externe Vorspannung von ca. 2 MN je Steg an der<br />
Hauptbrücke und ca. 7,5 MN an den Rampen vorzusehen. Eine statische Ertüchtigung der<br />
Quertragrichtung und der Pfeiler muss nicht erfolgen. Da die Lager ausgetauscht werden,<br />
können die geringfügig erhöhten Lasten aus dem SLW auf der Nebenspur bei der<br />
Bemessung der neuen Lager berücksichtigt werden.<br />
Variante 2<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 79<br />
Um den betrieblichen Anforderung nach heutigen Gesichtspunkten gerecht zu werden,<br />
müssen die Kappen verbreitert werden, um Platz <strong>für</strong> einen Notgehweg zu erhalten. Diese<br />
Maßnahmen lassen sich nicht gewichtsneutral erreichen, sodass umfangreiche zusätzliche<br />
Verstärkungsmaßnahmen am Bauwerk erforderlich werden.<br />
Auch bei der Festlegung der Verstärkungsmaßnahmen ist aufgrund der vorgenommen<br />
Bauwerksuntersuchungen von gleichen fiktiven Schädigungsgrad der Bewehrung<br />
auszugehen wie bei der Untersuchung der Variante 1. Die Unsicherheiten dieser Annahme<br />
wurden bereits bei den Erläuterungen zur Ertüchtigung beschrieben und gelten auch <strong>für</strong> die<br />
Verstärkungsmaßnahmen.<br />
Unter der Voraussetzung, dass 15% der Spannglieder ausgefallen sind, ist zur Erzielung<br />
einer ausreichenden Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit infolge des erhöhten Eigengewichts in<br />
den Feldbereichen eine externe Vorspannung von ca. 2,5 MN je Steg an der Hauptbrücke<br />
und ca. 19 MN an den Rampen vorzusehen.<br />
In Quertragrichtung werden zusätzliche Spannglieder auf der Querschnittsoberseite<br />
erforderlich, die in einem 10 cm dicken Aufbeton eingebettet und in dem anbetonierten<br />
Kragarm verankert werden.<br />
Für die Unterbauten und Lager ergibt sich eine Erhöhung der Vertikallasten um etwa 25%.<br />
Da die Lager ausgetauscht werden, können die erhöhten Lasten bei der Bemessung der<br />
neuen Lager berücksichtigt werden. Die Pfeiler bestehen aus Stahl und können durch<br />
Einschweißen von Blechen verstärkt werden.<br />
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Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 80<br />
8. Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen<br />
8.1 Kosten Instandsetzung und Ertüchtigung<br />
Auf Basis der in Kap. 7 dargestellten Instandsetzungs- und Verstärkungs-/Ertüchtigungs-<br />
maßnahmen wurden die Kosten geschätzt.<br />
Hierbei wurden zunächst die Kosten <strong>für</strong> den Teil der Instandsetzungsmaßnahmen nach Kap.<br />
7.2 geschätzt. Die Kosten betragen ca. 6,45 Mio. € brutto, als Anlage 15 liegt eine<br />
entsprechende Kostenschätzung bei.<br />
Für die beiden Varianten zu den Verstärkungs-/Ertüchtigungsmaßnahmen wurden die<br />
zusätzlich erforderlichen Kosten geschätzt. Die Kostenschätzungen liegen als Anlage 16 und<br />
17 bei.<br />
Als Zusatzkosten <strong>für</strong> die Variante 1 wurden ca. 2,315 Mio. € brutto ermittelt.<br />
Als Zusatzkosten <strong>für</strong> die Variante 2 wurden ca. 4,464 Mio. € brutto ermittelt.<br />
Diese Kostenschätzungen stellen die Eingangswerte <strong>für</strong> die Wirtschaftlichkeitsuntersuchung<br />
nach RI-WI-BRÜ dar.<br />
8.2 Kosten Ersatzneubau<br />
Als dritte Variante wird den beiden Instandsetzungsvariante noch ein Ersatzneubau in der<br />
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung gegenübergestellt.<br />
Bei dieser Variante wird das vorhandene Bauwerk einschließlich der Unterbauten vollständig<br />
abgebrochen und durch einen Neubau ersetzt.<br />
Für die Kostenschätzung des Neubaus werden Vergleichspreise von anderen Objekten<br />
herangezogen. Die Kostenschätzung unterliegt gemäß der jetzigen Planungstiefe einer<br />
entsprechenden Streuung.<br />
Es wird eine innerstädtische Brücke mit Erschwernissen durch Verkehr etc. berücksichtigt.<br />
Basierend auf Erfahrungswerten werden die Kosten über m²-Preise <strong>für</strong> die Brückenfläche<br />
abgeschätzt. Es wird von einer Brückenfläche von 5.581 m² ausgegangen.<br />
Mit einem geschätzten Preis von 2.000 €/m² brutto ergeben sich die geschätzten Kosten <strong>für</strong><br />
diese Variante zu 5.581 m² x 2.000 €/m² = 11.620.000 € brutto.<br />
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Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 81<br />
Für den Abbruch werden Kosten von ca. 5.581 m² x 300 €/m² = 1.674.00,- € brutto und <strong>für</strong><br />
die Baubehelfe sowie den Straßenanschlüssen werden ca. 1.500.000,- € brutto angesetzt.<br />
8.3 Wirtschaftlichkeitsberechnung nach RI-WI-BRÜ<br />
8.3.1 Allgemeines<br />
Zur Beurteilung der ökonomischen Aspekte der zuvor erläuterten Varianten wird eine<br />
Wirtschaftlichkeitsrechnung nach der „Richtlinie zur Durchführung von Wirtschaftlichkeits-<br />
berechnungen im Rahmen von Instandsetzungs-/Erneuerungsmaßnahmen bei Straßen-<br />
brücken (RI-WI-BRÜ)“ des BMVBS durchgeführt.<br />
Die Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen nach dieser Richtlinie stellen eine Entscheidungshilfe<br />
bei der Planung von Instandsetzungs-/Erhaltungsmaßnahmen dar.<br />
Gemäß der Richtlinie sind die Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen bei haushaltswirksamen<br />
Erhaltungsmaßnahmen mit Auftragsvolumen von mehr als 3 Mio. € durchzuführen oder bei<br />
Erhaltungsmaßnahmen, deren Auftragsvolumen 50 % der reinen Baukosten des Bauwerks<br />
<strong>zum</strong> heutigen Preisstand übersteigen. Anhand dieser Richtlinie wird <strong>für</strong> dieses Projekt eine<br />
Wirtschaftlichkeitsuntersuchung durchführt, um eine gesicherte Basis <strong>für</strong> weitere<br />
Entscheidungen zu erhalten.<br />
Die Wirtschaftlichkeitsrechnung basiert auf angenommenen Nutzungsdauern <strong>für</strong> die<br />
verschiedenen Maßnahmen, um nicht nur die Baukosten, sondern auch alle Folgekosten<br />
berücksichtigen zu können.<br />
Die Richtlinie sieht <strong>für</strong> die Untersuchung folgende 4 Handlungsschritte vor:<br />
1) Problemdarstellung und Zielformulierung<br />
2) Entwicklung und Erläuterung der zu untersuchenden Varianten<br />
3) Wirtschaftlichkeitsberechnung<br />
4) Beurteilung nicht monetisierter Aspekte<br />
Diese werden nachfolgend abgearbeitet.<br />
8.3.2 Problemdarstellung und Zielformulierung<br />
Die Problemdarstellung ist grundsätzlich in den Kap. 7 und 8.2 erfolgt.<br />
Aufgrund der zuvor gemachten Erläuterungen werden in dieser Wirtschaftlichkeits-<br />
betrachtung folgende Varianten gegenübergestellt:<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 82<br />
- Variante 1:<br />
Instandsetzung des Bauwerks, grundhafte Ertüchtigung mit schmaler<br />
Kappenausbildung<br />
- Variante 2:<br />
Instandsetzung des Bauwerks, erweiterte Verstärkung mit Kappe nach<br />
Richtzeichnung Kap. 1<br />
- Variante 3:<br />
Ersatzneubau des Bauwerks<br />
An dem Bauwerk sind diverse Schäden und Defizite vorhanden, die eine grundhafte<br />
Instandsetzung sowie Verstärkung/Ertüchtigung des Bauwerks bedingen, um an dem<br />
Bauwerk weiterhin die Standsicherheit, Verkehrssicherheit und Dauerhaftigkeit gewährleisten<br />
zu können.<br />
8.3.3 Entwicklung und Erläuterung der zu untersuchenden Varianten<br />
Angaben <strong>zum</strong> bestehenden Bauwerk<br />
Die Herstellkosten der Brücke im Jahr 1962 betrugen 5.500.000 DM (= ca. 2.810.000 €),<br />
einschließlich Straßenanschlüsse und Rampen.<br />
Die Kostenteilung zwischen den Überbauten und den Unterbauten wird gemäß den Angaben<br />
im Bauwerksbuch folgendermaßen angesetzt:<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 83<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Auszüge Bauwerksbuch<br />
Überbau: = ca. 62,5 %<br />
Unterbauten: = ca. 37,5 %<br />
Die theoretische Nutzungsdauer des Spannbetonüberbaus beträgt gemäß der „Verordnung<br />
zur Berechnung von Ablösebeträgen nach dem Eisenbahnkreuzungsgesetz, dem<br />
Bundesfernstraßengesetz und dem Bundeswasserstraßengesetz (Ablösungsbeträge-<br />
Berechnungsverordnung ABBV)“ (Anlage 18) 70 Jahre bei einem Ansatz der jährlichen<br />
Unterhaltungskosten von 1,3 %. Für die Unterbauten (vorwiegend aus Stahl) betragen die<br />
theoretische Nutzungsdauer 100 Jahre und die jährlichen Unterhaltungskosten 0,8 %.<br />
Für den Überbau des Ersatzneubaus in Stahlverbundbauweise werden eine theoretische<br />
Nutzungsdauer von 70 Jahren und jährliche Unterhaltungskosten von 1,2 % angesetzt. Die<br />
Ansätze <strong>für</strong> die neuen Unterbauten aus Stahl werden analog zu den Ansätzen <strong>für</strong> den<br />
Bestand übernommen.<br />
Der Bewertungszeitraum <strong>für</strong> die Wirtschaftlichkeitsuntersuchung wird mit 70 Jahren<br />
angesetzt, was der theoretischen Nutzungsdauer der Variante 3 – Ersatzneubau entspricht.<br />
Erläuterung der Variante 1 – Instandsetzung des Bauwerks, Ertüchtigung mit schmaler<br />
Kappenausbildung<br />
Das Bauwerk wird grundhaft instandgesetzt und ertüchtigt. Hierbei wird eine schmale<br />
Kappenausbildung berücksichtigt. Die erforderlichen Maßnahmen hierzu sind im Detail in<br />
Kap. 7 beschrieben.<br />
Für die Berechnung wird eine Ausführung in 2013 angesetzt.<br />
Nach der grundhaften Instandsetzung wird davon ausgegangen, dass die theoretische<br />
Nutzungsdauer des Überbaus um weitere ca. 30 Jahre verlängert wird, d.h., dass das<br />
Bauwerk bis 2043 weiter genutzt werden kann.<br />
Danach wird das gesamte Bauwerk durch einen Ersatzneubau ersetzt.<br />
Die Instandsetzung/Ertüchtigung stellt damit in der Terminologie der RI-WI-BRÜ die Erst-<br />
maßnahme dar, der Ersatzneubau ist die Zweitmaßnahme.<br />
Bezüglich des Ersatzneubaus wird auf die Variante 3 verwiesen.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 84<br />
Die Kosten <strong>für</strong> die Instandsetzung sind in Kap. 8.1 zusammengestellt, die Kosten <strong>für</strong> den<br />
Ersatzneubau in Kap. 8.2.<br />
Für Verwaltungs- und Nebenkosten wird über alles ein Zuschlag von 10 % angesetzt. Die<br />
Eingabewerte betragen somit:<br />
Kosten Erstmaßnahme (Instandsetzung) 7.229.000,- € brutto<br />
Anteil Überbau (62,5 %) 4.518.100,- € brutto<br />
Anteil Unterbauten (37,5 %) 2.710.900,- € brutto<br />
Kosten Abbruch, Behelfe etc. 1.536.600,- € brutto<br />
Behelfe Überbau 960.400,- € brutto<br />
Behelfe Unterbauten 576.200,- € brutto<br />
Kosten Zweitmaßnahme (Ersatzneubau) - analog Variante 3<br />
Kosten Neubau 11.620.000,- € brutto<br />
Anteil Überbau (62,5 %) 7.262.500,- € brutto<br />
Anteil Unterbauten (37,5 %) 4.357.500,- € brutto<br />
Kosten Abbruch 1.674.300,- € brutto<br />
Anteil Überbau (62,5 %) 1.046.400,- € brutto<br />
Anteil Unterbauten (37,5 %) 627.900,- € brutto<br />
Kosten Baubehelfe 1.500.000,- € brutto<br />
Anteil Überbau 937.500,- € brutto<br />
Anteil Unterbauten 562.500,- € brutto<br />
Erläuterung der Variante 2 – Instandsetzung des Bauwerks, Ertüchtigung mit Kappe<br />
nach Richtzeichnung Kap. 1<br />
Das Bauwerk wird grundhaft instandgesetzt und ertüchtigt. Hierbei wird eine<br />
Kappenausbildung nach der Richtzeichnung Kap. 1 berücksichtigt. Die erforderlichen<br />
Maßnahmen hierzu sind im Detail in Kap. 7 beschrieben.<br />
Für die Berechnung wird eine Ausführung in 2013 angesetzt.<br />
Nach der grundhaften Instandsetzung wird davon ausgegangen, dass die theoretische<br />
Nutzungsdauer des Überbaus um weitere ca. 30 Jahre verlängert wird, d.h., dass das<br />
Bauwerk bis 2043 weiter genutzt werden kann.<br />
Danach wird das gesamte Bauwerk durch einen Ersatzneubau ersetzt.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 85<br />
Die Instandsetzung/Ertüchtigung stellt damit in der Terminologie der RI-WI-BRÜ die<br />
Erstmaßnahme dar, der Ersatzneubau ist die Zweitmaßnahme.<br />
Bezüglich des Ersatzneubaus wird auf die Variante 3 verwiesen.<br />
Die Kosten <strong>für</strong> die Instandsetzung sind in Kap. 7.1 zusammengestellt, die Kosten <strong>für</strong> den<br />
Ersatzneubau in Kap. 7.2.<br />
Für Verwaltungs- und Nebenkosten wird über alles ein Zuschlag von 10 % angesetzt. Die<br />
Eingabewerte betragen somit:<br />
Kosten Erstmaßnahme (Instandsetzung) 9.215.600,- € brutto<br />
Anteil Überbau (62,5 %) 5.759.750,- € brutto<br />
Anteil Unterbauten (37,5 %) 3.455.850,- € brutto<br />
Kosten Abbruch, Behelfe etc. 1.699.000,- € brutto<br />
Behelfe Überbau 1.061.875,- € brutto<br />
Behelfe Unterbauten 637.125,- € brutto<br />
Kosten Zweitmaßnahme (Ersatzneubau) -analog Variante 3<br />
Kosten Neubau 11.620.000,- € brutto<br />
Anteil Überbau (62,5 %) 7.262.500,- € brutto<br />
Anteil Unterbauten (37,5 %) 4.357.500,- € brutto<br />
Kosten Abbruch 1.674.300,- € brutto<br />
Anteil Überbau (62,5 %) 1.046.400,- € brutto<br />
Anteil Unterbauten (37,5 %) 627.900,- € brutto<br />
Kosten Baubehelfe 1.500.000,- € brutto<br />
Anteil Überbau 937.500,- € brutto<br />
Anteil Unterbauten 562.500,- € brutto<br />
Erläuterung der Variante 3 – Ersatzneubau<br />
Bei dieser Variante wird das vorhandene Bauwerk einschließlich der Unterbauten vollständig<br />
abgebrochen und durch einen Neubau ersetzt. Unter Kap. 7.2 ist diese Variante näher<br />
erläutert.<br />
Für die Kostenschätzung des Neubaus werden Vergleichspreise von anderen Objekten<br />
herangezogen. Die Kostenschätzung unterliegt gemäß der jetzigen Planungstiefe einer<br />
entsprechenden Streuung.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 86<br />
Für die Variante 3 werden, basierend auf Erfahrungswerten, die Kosten über m²-Preise <strong>für</strong><br />
die Brückenfläche abgeschätzt. Es wird von einer Brückenfläche von 5.581 m² ausgegangen.<br />
Mit einem geschätzten Preis von 2.000 €/m² brutto ergeben sich die geschätzten Kosten <strong>für</strong><br />
diese Variante zu 5.581 m² x 2.000 €/m² = 11.162.000 € brutto.<br />
Für den Abbruch werden Kosten von ca. 1.674.300,- € brutto und <strong>für</strong> die Baubehelfe sowie<br />
den Straßenanschlüssen werden ca. 1.500.000,- € brutto angesetzt.<br />
Für Verwaltungs- und Nebenkosten wird über alles ein Zuschlag von 10 % angesetzt. Die<br />
Eingabewerte betragen somit:<br />
Kosten Neubau 11.620.000,- € brutto<br />
Anteil Überbau (62,5 %) 7.262.500,- € brutto<br />
Anteil Unterbauten (37,5 %) 4.357.500,- € brutto<br />
Kosten Abbruch 1.674.300,- € brutto<br />
Anteil Überbau (62,5 %) 1.046.400,- € brutto<br />
Anteil Unterbauten (37,5 %) 627.900,- € brutto<br />
Kosten Baubehelfe 1.500.000,- € brutto<br />
Anteil Überbau 937.500,- € brutto<br />
Anteil Unterbauten 562.500,- € brutto<br />
Generelle Berechnungshinweise<br />
Das Bezugsjahr ist <strong>für</strong> alle Varianten das Jahr 2013 (Jahr der Erstmaßnahme). Als<br />
Bewertungszeitraum werden 70 Jahre angesetzt, die der theoretischen Nutzungsdauer des<br />
Neubaus entsprechen. Alle Preise sind als Bruttopreise (inkl. 19 % Umsatzsteuer) zu<br />
verstehen. Die Investitionskosten sind in Preisen des Bezugsjahres angegeben. Der <strong>für</strong> die<br />
Kapitalisierung zu Grunde gelegte, inflationsbereinigte Zinssatz beträgt gemäß den<br />
Bewertungsverfahren des Bundes 3 % p.a..<br />
Die theoretischen Nutzungsdauern sowie die Prozentsätze der jährlichen<br />
Unterhaltungskosten werden, soweit nicht konstruktionsbedingt andere Annahmen zu treffen<br />
sind, gemäß den Ablösungsrichtlinien angesetzt.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 87<br />
8.3.4 Entwicklung und Erläuterung der zu untersuchenden Varianten<br />
Als Anlage 19 liegen die Eingabeblätter und die Ergebnisse der<br />
Wirtschaftlichkeitsberechnung bei.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Übersicht Variantenvergleich
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 88<br />
8.3.5 Bewertung nicht monetisierbarer Aspekte<br />
8.3.5.1 Allgemeines<br />
In den vorangegangenen Kapiteln wurden 3 Varianten <strong>für</strong> die weitere Vorgehensweise an<br />
der Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf erläutert und eine Wirtschaftlichkeits-<br />
rechnung durchgeführt.<br />
Nachfolgend sollen die Varianten hinsichtlich folgender Kriterien verglichen werden:<br />
- Wirtschaftlichkeit/ Baukosten<br />
- Nutzung/ Brückenklasse<br />
- Risikoabschätzung<br />
- Betriebliche Anforderungen<br />
Der Vergleich erfolgt in einer Bewertungsmatrix, in der die einzelnen Kriterien mit einem<br />
Faktor gewichtet werden, um die Bedeutung der Kriterien zu erfassen. Die Faktoren ergeben<br />
sich zu:<br />
Kriterium Faktor<br />
Wirtschaftlichkeit/ Baukosten 4<br />
Nutzung/ Brückenklasse 2<br />
Risikoabschätzung 3<br />
Betriebliche Anforderungen 2<br />
Innerhalb jedes Kriteriums werden die Varianten mit einer Wertung von 1-3 gewichtet. In<br />
jedem Kriterium wird die bessere Variante mit höheren Werten belegt.<br />
8.3.5.2 Bewertungskriterien<br />
Wirtschaftlichkeit/ Baukosten<br />
Nach den Ergebnissen der Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen ergeben sich <strong>für</strong> die Variante 1<br />
nach dem Zeitraum von 70 Jahren um ca. 0,761 Mio. € brutto geringere kapitalisierte Kosten<br />
als <strong>für</strong> die Variante 3. Die kapitalisierten Kosten der Variante 2 liegen um ca. 2,364 Mio. €<br />
brutto höher.<br />
Es ergibt sich damit folgende Bewertung:<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Wertung<br />
Variante 1 1<br />
Variante 2 3<br />
Variante 3 2
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 89<br />
Nutzung/ Brückenklasse<br />
Der vorhandene Überbau ist in die Brückenklasse 30 eingestuft.<br />
Sowohl bei der Variante 1 als auch bei der Variante 2 wird eine Erhöhung auf die Lastklasse<br />
30/30 erreicht.<br />
Bei der Variante 3 kann das aktuelle Regelwerk <strong>für</strong> die Lastannahmen zugrundegelegt<br />
werden.<br />
Daher wird die Variante 3 am besten bewertet, die Varianten 1 und 2 werden hinsichtlich<br />
dieses Kriteriums als gleichwertig bewertet.<br />
Dieses Kriterium wird daher folgendermaßen bewertet:<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Wertung<br />
Variante 1 1<br />
Variante 2 1<br />
Variante 3 3<br />
Risikoabschätzung<br />
Bei den Varianten 1 und 2 wird das vorhandene Bauwerk instandgesetzt, ertüchtigt und<br />
weiter genutzt. Bei der Variante 3 wird das vorhandene Bauwerk abgerissen und durch einen<br />
Neubau ersetzt, so dass das verbleibende Risiko minimal ist.<br />
Die Varianten 1 und 2 unterscheiden sich im Hinblick auf die Risikoabschätzung durch die<br />
aufgebrachte Lasterhöhung und die damit verbundenen Tragwerkseingriffe. Bei der Variante<br />
2 wird eine deutlich höhere Belastung auf das vorhandene Bauwerk aufgebracht und mehr<br />
externe Vorspannung eingebracht, so dass das Restrisiko aufgrund von Unwägbarkeiten aus<br />
dem Bestand bei der Variante 2 am größten eingeschätzt wird.<br />
Damit erfolgt folgende Bewertung:<br />
Wertung<br />
Variante 1 2<br />
Variante 2 1<br />
Variante 3 3<br />
Betriebliche Anforderungen<br />
Die betrieblichen Anforderungen betreffen vor allem die Anordnung eines gesicherten<br />
Notgehwegs auf der Brücke, der von havarierten Verkehrsteilnehmern sowie <strong>für</strong> die<br />
betriebliche Unterhaltung genutzt werden kann.<br />
Bei der Variante 1 kann aufgrund der Auswahl der Schutzeinrichtung und der Beibehaltung<br />
der vorhandenen Kappenbreite kein gesicherter Notgehweg auf der Brücke bereitgestellt<br />
werden.
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 90<br />
Bei den Varianten 2 und 3 kann ein gesicherter Notgehweg mit ausreichender Breite<br />
bereitgestellt werden.<br />
Es ergibt sich daher folgende Bewertung:<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH<br />
Wertung<br />
Variante 1 1<br />
Variante 2 3<br />
Variante 3 3<br />
8.3.5.3 Bewertungsmatrix<br />
In diesem Absatz werden die Erkenntnisse aus der vorausgegangenen Auflistung in einer<br />
Bewertungsmatrix zusammengestellt, aus der <strong>für</strong> die vorhandenen Randbedingungen ein<br />
Entscheidungsvorschlag abgeleitet werden kann.<br />
Kriterium Faktor<br />
Wirtschaftlichkeit/<br />
Baukosten<br />
Variante 1 Variante 2 Variante 3<br />
Ergebnis Σ Ergebnis Σ Ergebnis Σ<br />
4 3 12 1 4 2 8<br />
Nutzung/ Brückenklasse 2 1 2 1 2 3 6<br />
Risikoabschätzung 3 2 6 1 3 3 9<br />
Betriebliche<br />
Anforderungen<br />
8.4 Zusammenfassung<br />
2 1 2 3 6 3 6<br />
Ergebnis<br />
Variante 1<br />
24<br />
Ergebnis<br />
Variante 2<br />
15<br />
Ergebnis<br />
Variante 3<br />
Abschließend werden die Ergebnisse der Wirtschaftlichkeitsuntersuchung nochmals<br />
bewertet.<br />
Das Bauwerk ist bereits 50 Jahre alt und weist gemäß den Ergebnissen der letzten<br />
Brückenprüfungen nach DIN 1076 diverse Schäden auf, die die Standsicherheit,<br />
Verkehrssicherheit und Dauerhaftigkeit des Bauwerks beeinträchtigen.<br />
Im Zuge der Zustandserfassung, Bewertung des Bestandes und Zusammenstellung der<br />
notwendigen Sanierungsmaßnahmen haben sich zwei mögliche Varianten <strong>für</strong> eine<br />
Instandsetzung mit Ertüchtigung/Verstärkung herauskristallisiert. Um eine Entscheidungs-<br />
29
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 91<br />
basis <strong>für</strong> die Auswahl der Varianten zu haben, wurden diese beiden Varianten einem<br />
Ersatzneubau in einer Wirtschaftlichkeitsuntersuchung gegenübergestellt.<br />
Der Variantenvergleich der Wirtschaftlichkeitsberechnung zeigt, dass sich bei der Variante 1<br />
nach dem Zeitraum von 70 Jahren um ca. 0,761 Mio. € brutto geringere kapitalisierte Kosten<br />
als <strong>für</strong> die Variante 3 ergeben. Die kapitalisierten Kosten der Variante 2 liegen um ca. 2,364<br />
Mio. € brutto höher.<br />
Die Berücksichtigung der nicht monetisierbaren Aspekte zeigt, dass die Varianten 3 –<br />
Ersatzneubau als beste Variante zu bewerten ist.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 92<br />
9. Denkmalverträglichkeit<br />
9.1 Allgemeines<br />
Für das Brückenbauwerk Hochstraße/Jan-Wellem-Platz („<strong>Tausendfüßler</strong>“) begründen die<br />
Denkmaleigenschaften nach Einschätzung des LVR-Amtes <strong>für</strong> Denkmalpflege im Rheinland<br />
insbesondere „künstlerische und städtebauliche“ Gesichtspunkte („Leichtigkeit in der<br />
Formgebung, Eleganz in Grundriss, Aufriss und Querschnitt“) sowie „wissenschaftliche und<br />
technikgeschichtliche“ Aspekte („Exempel der Anwendung von Spannbeton“,<br />
„Neuentwicklung Neotopflager“).<br />
Im Folgenden ist zu prüfen, inwiefern die vorgesehenen Sanierungsmaßnahmen verträglich<br />
mit der Denkmalsubstanz und dem Erscheinungsbild des Baudenkmals sind.<br />
9.2 Städtebauliche Aspekte<br />
In Städten mit dichtem Straßennetz sind häufig Hochstraßen gebaut worden, um<br />
Hauptverkehrsadern kreuzungsfrei zu machen. Im Deutschland der Nachkriegszeit stehen<br />
sie oftmals in engem Zusammenhang mit der durch die Zerstörungen des Zweiten<br />
Weltkrieges bedingten städtebaulichen Neuordnung der Innenstädte und finden ihre<br />
Vorbilder in den Großstädten der USA, wo diese Brückenstraßen aufgrund der früher<br />
einsetzenden Massenmotorisierung bereits seit Mitte der 1930er Jahre realisiert wurden.<br />
Die Ergebnisse dieser Vision einer autogerechten Stadt waren in vielen Fällen durchaus<br />
zwiespältig, wobei sich der „<strong>Tausendfüßler</strong>“ sicherlich deutlich vom Gros der inner-<br />
städtischen Hochstraßen abhebt. So schreibt Fritz Leonhardt zurecht in seinem Buch<br />
„Brücken“, dass die „eleganteste Hochstraße in Düsseldorf unter dem Einfluss des<br />
Architekten Friedrich Tamms entstand, der uns Ingenieuren die äußerste Entmaterialisierung<br />
abverlangt hat, um den Eindruck der Schwerelosigkeit zu gewinnen“. Unabhängig davon<br />
bewirkten die Planungen Ende der 1950er Jahre eine sehr starke Polarisierung innerhalb der<br />
Bevölkerung, was sich in einer „ungewöhnlich heftigen öffentlichen Kritik“ äußerte.<br />
Dies würde sich heutzutage sicherlich nicht anders darstellen, insbesondere nicht vor dem<br />
Hintergrund des sich in den vergangenen Jahrzehnten vollzogenen Paradigmenwechsels<br />
hinsichtlich einer „modernen Autostadt“.<br />
In diesem Zusammenhang ist die Frage, inwiefern die erforderlichen Sanierungsmaßnahmen<br />
städtebaulich verträglich sind oder eher von untergeordneter Bedeutung. Viel entscheidender<br />
sind ihre Auswirkungen auf die Gestaltung und das architektonische Erscheinungsbild.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 93<br />
9.3 Gestalt und Erscheinungsbild<br />
Das architektonische Ziel von Professor F. Tamms war eine schwebend wirkende<br />
Brückenkonstruktion, bei der man die Trägerhöhe nicht mehr ablesen kann. Umgesetzt<br />
wurde diese Intention durch die Ausbildung des Brückenquerschnitts als Wellen-Profil<br />
(einfach in den Rampenbereichen, zweifach im Bereich der Hauptbrücke). Die sanft<br />
geschwungene Brücken-Unterfläche von konkav über konvex zu konkav bewirkt, dass die<br />
Bauhöhe der mit 1,0 m ohnehin schon sehr schlanken Massivplatte nicht mehr<br />
wahrgenommen wird. Auch das Gesims ist mit 45 cm bewusst schlank gehalten und<br />
unterstreicht dadurch den schwebenden Charakter. Schließlich besteht das filigrane<br />
Geländer nur aus vertikalen Pfosten mit zwei längsgespannten Seilen.<br />
Die Qualität des Entwurfes zeichnet sich durch das „schwerelose“ Erscheinungsbild der<br />
Brücke aus, das wiederum erst durch ein Höchstmaß an Entmaterialisierung bis hin zu den<br />
aufgelösten Stahlstützen der Unterbauten möglich war.<br />
Das Ergebnis ist die Brücke „aus einem Guss“, bei der alles bis ins kleinste Detail soweit<br />
optimiert wurde, dass nichts mehr weggelassen werden kann.<br />
Im Umkehrschluss bedeutet dies zwangsläufig, dass auch nichts mehr angebracht werden<br />
darf, egal zu welchem Zweck, ohne das „Gesamtkunstwerk“ zu zerstören.<br />
Hierin liegt die Krux jeder Sanierungsmaßnahme, die sich nur mit additiven Mitteln umsetzen<br />
lässt.<br />
Dabei ist selbst der Umfang des Eingriffes von untergeordneter Bedeutung.<br />
Alleine schon die Tatsache, dass<br />
- eine neue Geländerausbildung (erforderlich wegen der nicht mehr ausreichenden<br />
Absturzsicherheit)<br />
- eine außerhalb des Querschnitts angeordnete Längsleitung der Brücken-<br />
entwässerung (erforderlich wegen der fortschreitenden Schädigung durch den Ist-<br />
Zustand)<br />
- eine aus Gründen der Tragsicherheit erforderlich gewordene massive Anordnung von<br />
externen Spanngliedern<br />
das Erscheinungsbild des Baudenkmals entscheidend und in nicht akzeptabler Art und<br />
Weise beeinträchtigt, macht deutlich, dass jede Form einen nachträglichen, additiven<br />
Instandsetzung/Sanierung mit den Eigenschaften als (Bau-)Denkmal nicht verträglich ist.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 94<br />
9.4 Gesamtbewertung<br />
„Form Follows Function“ – diese in der Architekturgeschichte oftmals bis zur Unkenntlichkeit<br />
strapazierte, überzeichnete und leider auch verzerrte Entwurfs- und Gestaltungsmaxime fand<br />
bei der Hochbrücke Jan-Wellem-Platz in geradezu kongenialer Art und Weise ihre perfekte<br />
Umsetzung.<br />
Das Ergebnis ist ein auch heute noch außergewöhnliches modernes Brückenbauwerk,<br />
geprägt vom Entwurfswillen eines schwerelosen, entmaterialisierten Erscheinungsbildes.<br />
In dem Erreichen dieser Perfektion liegt gleichzeitig das Scheitern der Konstruktion, ist man,<br />
wie im vorliegenden Fall, gezwungen, das Bauwerk nachhaltig instandzusetzen und<br />
umfangreich zu ertüchtigen.<br />
Die in der Anlage 20 dargestellten Visualisierungen veranschaulichen diesen durchaus als<br />
tragisch zu bezeichnenden Tatbestand.<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH
Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 95<br />
10. Zusammenfassung<br />
Die vorliegende gutachterliche Untersuchung gibt <strong>zum</strong> einen Aufschluss über den<br />
Erhaltungszustand, die notwendigen Sanierungsmaßnahmen und die damit verbundenen<br />
Kosten, <strong>zum</strong> anderen über die Auswirkungen der Sanierungsmaßnahmen auf die<br />
Denkmaleigenschaft und die baulich-gestalterische Konstruktion und dient damit zur<br />
Vorbereitung und als Grundlage <strong>für</strong> die Entscheidung des Ministers <strong>für</strong> Wirtschaft, Energie,<br />
Bauen, Wohnen und Verkehr, dem Abrissbegehren der Stadt Düsseldorf stattzugeben oder<br />
den <strong>Tausendfüßler</strong> zu erhalten.<br />
Nach unserer Beurteilung kann eine Erhaltung des Brückenbauwerkes nicht empfohlen<br />
werden.<br />
Die notwendigen Sanierungsmaßnahmen würden ein Ausmaß annehmen, das sich nicht<br />
mehr denkmalverträglich realisieren lässt und das zu Kosten in einer Größenordnung führen<br />
würde, die sich bei einer ganzheitlichen Bewertung und Risikoanalyse auch hinsichtlich der<br />
weiteren Nutzung und des Betriebes nicht mehr wirtschaftlich sinnvoll darstellen lassen.<br />
Stuttgart, den 31. Mai 2012<br />
Wolfgang Eilzer Volkhard Angelmaier<br />
Geschäftsführender Gesellschafter Prokurist<br />
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Hochstraße Jan-Wellem-Platz in Düsseldorf – Gutachterliche Stellungnahme Seite 96<br />
Anlagen<br />
Anlage 1 - Bericht Sonderprüfung nach DIN 1076<br />
Anlage 2 - Schadensskizzen Zustandserfassung<br />
Anlage 3 - Bericht Messung der Blechdicke der Stützenfüsse an auftraggeberseitig<br />
vorgegebenen Messpunkten mittels Ultraschall<br />
Anlage 4 - Antrag verkehrsrechtliche Anordnung + Verkehrszeichenpläne<br />
Anlage 5 - Ergebnisse Chloriduntersuchungen<br />
Anlage 6 - Verkehrszahlen der Stadt Düsseldorf<br />
Anlage 7 - Mail der Stadt Düsseldorf vom 16.03.2012<br />
Anlage 8 - Statische Analyse Hochstraße Jan-Wellem-Platz<br />
Anlage 9 - Plan Variantenuntersuchung Schutzeinrichtungen<br />
Anlage 10 - Datenblatt Betonschutzwand Linetech LT 101<br />
Anlage 11 - Datenblatt Stahlschutzeinrichtung SuperRail BW<br />
Anlage 12 - Unterlagen Stahlschutzeinrichtung SafetyRail BW<br />
Anlage 13 - Richtzeichnung BASt Kap 1<br />
Anlage 14 - Plan Varianten Verstärkung / Ertüchtigung<br />
Anlage 15 - Kostenschätzung Instandsetzungsmaßnahmen<br />
Anlage 16 - Kostenschätzung Zusatzkosten Variante 1<br />
Anlage 17 - Kostenschätzung Zusatzkosten Variante 2<br />
Anlage 18 - Auszug aus Ablöserichtlinie<br />
Anlage 19 - Wirtschaftlichkeitsberechnung nach RI-WI-BRÜ<br />
Anlage 20 - Visualisierungen Ertüchtigungs- /Verstärkungsmaßnahmen<br />
Leonhardt, Andrä und Partner GmbH