Potsdamer Hochstraßenbrücke
Bildquelle: Bärbel Rechenbach

Ingenieur- und Brückenbau

Neubau der Hochstraßenbrücke auf engstem Korridor

Die 230 m lange Potsdamer Hochstraßenbrücke L 40 ist Teil der wichtigsten Verkehrsknotenpunkte und Zufahrtsstraßen der brandenburgischen Landeshauptstadt. Täglich rollen hier etwa 60.800 Fahrzeuge ins Stadtinnere und zurück in Richtung Berlin und Autobahn. „Dauerstress“ für den vier Jahrzehnte alten Asphalt und Beton. Jetzt wird das alte Bauwerk durch eine moderne Spannbetonbrücke ersetzt.

17 der 140 Potsdamer Brücken befinden sich in Obhut des Landesbetriebs Straßenwesen Brandenburg. Allein fünf davon liegen auf der 6,3 km langen Nuthestraße und werden nach und nach generalüberholt. Derzeit betrifft das die Hochstraßenbrücke L 40 und zeitgleich das benachbarte Bauwerk über den „Neuendorfer Anger“.

Bauen bei laufendem Verkehr

Momentan steht die Hochstraßenbrücke im Fokus. In exponierter innerstädtischer Lage verlangt das Bauwerk Planern wie Baufirmen einiges ab. Bauen in alten Achsen, auf engstem Korridor und bei laufendem Verkehr auf Nuthestraße und stark frequentierten Stadtstraßen, in angrenzenden Wohn- und Gewerbeflächen lässt wenig Spielraum zu. Dazu queren elektrifizierte Bahngleise das Baufeld. Fernzüge mit einer Geschwindigkeit bis 160 km/h und S-Bahnen mit 120 km/h rauschen hier hin und her.

„Ein Sanieren der alten Brücke wäre nicht infrage gekommen, da das zu langwierig und unwirtschaftlich gewesen wäre“, erklärt Frank Schmidt, Leiter der Region West des Landesbetriebs. „Die Bestandsbrücke stammt aus den 1970er-Jahren und war damals mit ihrer geschwungenen Geometrie im Grund- und Aufriss hochmodern. Übrigens war diese Konstruktion damals ein Grund für mich“, wirft der studierte Bauingenieur schmunzelnd ein, „in Weimar Brückenbau zu studieren. Doch mittlerweile hat die Brücke ausgedient, wies Schäden in der Bewehrung auf. Jetzt baue ich an der neuen mit. Das ist doch was.“

Um den Verkehr während der Bauzeit aufrechtzuerhalten, musste das Ingenieurbüro Grassl GmbH Berlin schon in der Entwurfsplanung alle Bauprozesse so optimieren, dass nur minimale Sperrzeiten entstehen. Der Verkehr durfte nicht zum Erliegen kommen. Gebaut wird das Acht-Feld-Bauwerk als Durchlaufträger mit zwei getrennten Überbauten für die vierstreifige Straßenverkehrslage und einem Standstreifen je Richtungsfahrbahn. Zunächst stadtauswärts Richtung Teltow und danach stadteinwärts. Die Fahrzeuge werden währenddessen jeweils auf die andere Brückenhälfte verlegt. Die seitlich angeordneten Ein- und Ausfahrtsrampen zur Anschlussstelle der L 40 sowie die existierenden Rampenbauwerke bleiben unverändert erhalten.

Abgespannte Konstruktion mit Zwangspunkten

Maßgeblich für die Konstruktion der neuen Brücke verantwortlich waren auch die Ingenieure um Ernst-Ulrich Unger, Fachbereichsleiter der Eibs Entwurfs- Ingenieurbüro für Straßenwesen GmbH Dresden. Mehrere Varianten wurden von ihnen untersucht. „Wir mussten dabei zum Beispiel auf unterschiedlich schiefe Kreuzungssituationen an der Hochstraßenbrücke mit entsprechend schiefen Ausrichtungen der Unterbauten reagieren. Ein zentrales Längstragwerk schien uns da die beste Lösung als Reaktion auf die gegebene geometrische Situation, da seine Unterkanten in Querrichtung nur einen minimalen Abstand besitzen. Somit fällt deren Längenunterschied bei Winkeldifferenzen in benachbarten Lagerachsen nur gering aus. Für den Überbau schlugen wir deshalb einen massiven Mittelträgerquerschnitt aus Spannbeton vor – wie übrigens die Ingenieure des Bestandsbauwerks seinerzeit auch.“

Die Unterbauten entstanden damals jedoch als runde Pendelstützen, die für den heutigen Verkehr nicht mehr robust genug sind. Die Bewehrung der Widerlager enthielt auch nur halb so viel Stahl wie die heutigen Konstruktionen.

Der zentrale Balken des neuen Überbaus mit ergänzenden Kragarmen ermöglicht relativ schmale Pfeiler an den Zwischenunterstützungen. Er führt mit konstanten Schalkantenabständen zur Straßenachse über die gesamte Überbaulänge. Somit können die jeweils inneren Kragarme im Bereich reduzierter Überbaubreiten bei Parallellage entsprechend kürzer ausgebildet werden. Der vertikale Gradientenabstand zur tiefsten Tragwerkskante gestaltet sich hier, vergleichsweise zu allen anderen Tragsystemen, minimal, da der kritische Punkt in Achsnähe liegt – ein weiterer Vorteil des zentralen Längstragwerks.

Der Überbau mit seiner relativ großen Fläche benötigt zwar viel Beton, Schlaff- und Spannstahl, lässt jedoch in seiner zentralen Tragwerksanordnung schmale Pfeiler mit Mindestabmessungen zu und reduziert den Materialverbrauch für die konischen Unterbauten.

Das Erscheinungsbild der neuen Unterbauten wurde an den Architektenentwurf der Auffahrts- und Abfahrtsrampe angepasst. So entsteht an dieser Stelle ein harmonisches Ensemble.

Insgesamt werden in der Hochstraßenbrücke 10.000 m3 Beton, 2.000 t Stahl sowie 350 t Spannstahl verbaut. Um spätere Rissbildungungen auszuschließen, wird die Betonkonstruktion mit gestreckten Winkeln an den Querschnittsecken ausgeführt. Wie Ernst-Ulrich Unger weiter erläutert, orientiert sich die Brückentrasse an den bisherigen Achsen Potsdam-Teltow und Teltow-Potsdam. Darauf befinden sich auch die Gradienten. „Die Querneigung der Fahrbahnen beträgt im Norden beidseitig 2,5 %. Anschließend wird im Übergangsbogen auf 4,0 % Querneigung vergrößert. Die Einseitneigung fällt jeweils in Richtung Osten.“ Die Überbauten lagern auf sieben Betonpfeilern.

Abbruch der ersten Fahrbahn Potsdamer Hochstraßenbrücke
Abbruch der ersten Fahrbahn Potsdamer Hochstraßenbrücke
Bildquelle: Andreas Elit, VIC
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Abbruch der ersten Fahrbahn
Abbruch der ersten Fahrbahn
Bildquelle: Andreas Elit, VIC
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Baustraße zwischen alter Brücke und neuen Betonpfeilern
Baustraße zwischen alter Brücke und neuen Betonpfeilern
Bildquelle: Bärbel Rechenbach
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Abriss in Teilabschnitten

Bevor es an den neuen Brückenbau geht, muss die bisherige Brücke verschwinden. Den detaillierten Plan für den Abriss bei laufendem Verkehr entwickelte das Team des Grassl Ingenieurbüros. Der erste Abbruch erfolgte im Frühjahr dieses Jahrs. Das Verfahren erlaubte nur minimale und örtlich begrenzte Sperrungen. Dabei durften weder Straßen noch Gleisanlagen, geschweige denn Personen beschädigt werden. Deshalb wurden die insgesamt 235 m langen Teilbauwerke in mehreren Teilbereichen abgerissen. Darunterliegende Stadtstraßen erhielten zum Schutz der Verkehrsanlagen temporäre Fallbetten. Den schwierigsten Part stellte das 60 m lange Stück über den Bahngleisen und der Friedrich-Engels-Straße dar. Mit hydraulischen Pressen wurde es etwa 2 m in 10-cm-Schritten angehoben, danach in zwei Teile zersägt. Ein Stahlhilfsgerüst diente dabei zum Ablegen und Wegschieben der 560 t schweren Kolosse per „Schlitten“ auf eine Fläche hinter dem südlichen Widerlager. Später wurden sie zwischen extra aufgestellten 3 m hohen Lärmschutzwänden maschinell zerkleinert und abtransportiert.

Blick auf Bau des Widerlagers stadteinwärts
Blick auf Bau des Widerlagers stadteinwärts
Bildquelle: Bärbel Rechenbach

Danach ging es an den Rückbau der Fundamente bestehender Unterbauten, da die neuen Gründungsstandorte ausnahmslos Überschneidungen mit dem Bestand aufweisen.

Derzeit laufen Gründungsarbeiten für die sieben Brückenpfeiler und zwei Widerlager. Gegründet wird in der Flucht bestehender Gründungskörper.

Auch das ist nicht ohne. Bei Aushubarbeiten kam plötzlich in 5 m Tiefe ein altes Pumpwerk zum Vorschein, das in keiner Unterlage verzeichnet und überbaut war. Zudem kamen Findlinge in 10 m Tiefe ans Tageslicht, einer davon mit 1,50 m Durchmesser, der weder herausgehoben noch zerkleinert werden konnte. Deshalb wurde ein Bohrpfahl für die Brückenpfeiler genau daraufgesetzt und 2 m daneben ein weiterer.

Mittlerweile stehen bereits sechs Pfeiler. Sind alle gesetzt, wird in drei Abschnitten der erste Überbau betoniert und im Frühjahr nächsten Jahrs mit lärmminderndem Gussasphalt und höheren Leitplanken versehen. Der gleiche Bauablauf startet anschließend für die Fahrbahn stadteinwärts.

Einbau Bewehrung Pfeiler
Einbau Bewehrung Pfeiler
Bildquelle: Bärbel Rechenbach

Sicherheit hat Priorität

Eine derart komplexe innerstädtische Baustelle bedeutet, uneingeschränkte Sicherheit für alle Beteiligten zu gewährleisten. Im Bau- wie im Betriebszustand. So existiert u. a. während der Bauarbeiten ein 1,80 bis 2 m hoher Berührungsschutz zu den elektrisch betriebenen Bahnanlagen hin, um jegliche Verletzungsgefahr für die Bauteams auszuschließen. Kräne sind abstandsmarkiert, damit nichts im Schwenkbereich steht. Anstelle des 80 cm hohen Holmgeländers der noch abzureißenden Brücke wurde temporär eine verstärkte Absturzsicherung mit 1,20 m hohen Holzplatten gesetzt. Um zudem die Brückenpfeiler gefahrlos zu bewehren, verfügt jeder rundum über einen Treppenlauf, der einen gesicherten Zugang gewährt.

Sicherungen im Straßenbereich
Sicherungen im Straßenbereich
Bildquelle: Bärbel Rechenbach

Nach Fertigstellung der Brücke werden alle planmäßigen Raumfugen zwischen den Kappengesimsen so geschlossen, dass auf gesamter Bauwerksbreite keine Gefährdung von spannungsführenden Teilen der Bahnanlagen ausgehen kann. Die Rampenbauwerke besitzen außerdem vertikale Berührungsschutzwände.

Bislang läuft auf der Baustelle alles strikt nach Zeitplan. Die erste Brücke des bisherigen Konstrukts ist seit März Geschichte. 2021 soll die zweite folgen. Schon ab Herbst 2022 wird hier der Verkehr wieder uneingeschränkt fließen. Das gilt auch für die benachbarte Brücke über den Neuendorfer Anger, die auch in zwei Teilbauwerken entsteht. Etwa 30 Mio. Euro steuert das Land dem Bauprojekt bei.

Schutzmaßnahmen bei Bauen an Gleisanlagen sind u. a.

→ Arbeiten hinter festen Absperrungen erfordern Anmeldung bei Bahnbetriebszuständigen. Nur diese legt en Sicherungsmaßnahmen fest.

→ Mobilkran, Turmdrehkran, Betonpumpe vor Gefahren durch unbeabsichtigte Annäherung an Fahrleitung oder Speiseleitung mit Schutzabstand sichern.

→ Bei Kranen Ausschwingen angeschlagener Lasten, auch Windeinfluss beachten, Krane mit Windmesser ausrüsten, kein Kranbetrieb über Windstärke 4.

→ Herstellen einer Bahnerdung für Mobilkran, Turmdrehkran, Betonpumpe.

→ Sperrungen bei Lastenversetzen (z. B. Rüstträger, Fertigteile) über der Bahntrasse; Fahrleitung/Speiseleitung ausschalten.

→ Regelmäßig Mitarbeiter unterweisen.

→ Feste Absperrung nicht übersteigen.

→ Betreten des Gleisbereichs nur mit Sicherungsmaßnahmen, wie automatisches Warnsystem oder Sicherungsposten.

→ Werkzeuge und Material dürfen nicht ins Gleis fallen.

→ Von Schalungen und Rüstungen über Gleisanlagen darf nichts herunterhängen (z. B. Kabel von Handmaschinen).

Autor

Ausgabe

BauPortal 3|2020

Bauherr:

Landesbetrieb Straßenwesen Brandenburg

Generalunternehmen:

ARGE ZÜBLIN/STRABAG

Bauüberwachung:

VIC Verkehrs- und Ingenieurbau Consult GmbH, Potsdam

Vorentwurfs- und Genehmigungsplanung:

EIBS Entwurfs-Ingenieurbüro für Straßenwesen GmbH

Entwurfsplanung und Vorbereitung der Vergabe:

Ingenieurbüro Grassl GmbH, Berlin

Abbruch:

Reinwald GmbH, Böhlen