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Invertierter Bau von Brückenpfeilern

17.01.2019 | Presse
Deutschlands größte Hubbrücke - baulich wie schalungstechnisch eine
Herausforderung

Mit der Neuen Bahnbrücke Kattwyk will die Hamburg Port Authority (HPA) –
zuständig für die Infrastruktur im Hamburger Hafen – den Verkehrsfluss über die
Süderelbe verbessern. Beim Bau der Brückenpfeiler setzen Max Bögl und Doka
auf ein ungewöhnliches Schalungskonzept: Nicht die Schalung wird nach
Aushärten des Betonierabschnitts bewegt – sondern das betonierte Pfeilerstück
selbst. Aufgrund dieses Verfahrens wird der Brückenpfeiler auch nicht von unten
nach oben, sondern quasi von oben nach unten gebaut.

Impressionen

Maisach, 17.01.2019. Die Kattwykbrücke im Hamburger Hafen ist ein wichtiger Knotenpunkt
für den industriellen Verkehr der Hansestadt. Bahn und Straßenverkehr teilen sich die 1973
fertiggestellte Brücke zur Überquerung der Süderelbe. Für den Schiffverkehr wird die 290 m
lange Brücke zeitweise gesperrt und das mittlere Hubteil nach oben gefahren. Durch die
gemeinsame Nutzung der Kattwykbrücke für Bahn, Auto und Schiff entstehen für den
Straßenverkehr bis zu sieben Stunden Wartezeit pro Tag. Um die Nutzung für Bahn- und
Straßenverkehr zu entflechten und die alte Brücke vom schweren Güterverkehr zu entlasten,
entsteht derzeit parallel zur Kattwykbrücke die „Neue Bahnbrücke Kattwyk“. Sie wird, wie der
Name schon sagt, ausschließlich für den Schienenverkehr genutzt werden, während über
die alte Kattwykbrücke weiterhin der Straßenverkehr rollt.

Konventionelle Pfeilerbauweise auf den Kopf gestellt
Die Errichtung der beiden Brückenpfeiler für dieses Bauvorhaben ist eine Herausforderung
für den Betonbau. „Wir haben es mit sehr beengten Platzverhältnissen zu tun. Der Pfeilerbau
erfolgt im Wasser. Das Einheben der Schalung erfolgte zwar per Kran, doch für den weiteren
Bauablauf war es unmöglich, die Bewehrung und die Schalung per Kran zu bedienen.
Stattdessen muss die Bewehrung per Hand eingebracht und die Schalung über Kettenzüge
nach oben und unten bewegt werden“, fasst der zuständige Polier der bauausführenden Max
Bögl Bauunternehmung die Situation auf der Baustelle kurz zusammen. Die Brückenpfeiler
entstehen in geschlossenen Spundwandkästen, deren Baugruben aus statischen Gründen
nur in bestimmten Größenordnungen hergestellt werden konnten. So müssen beim Abtragen
der Lasten die Kräfte berücksichtigt werden, die zum einen aus dem aufgehängten
Senkkasten (ca. 1.230 t), zum anderen durch den Wasser- und Eisdruck entstehen. Aufgrund
dieser statischen Randbedingungen sowie der großen Gründungstiefe von -30,00 m NN, ca.
19 m unterhalb der Elbsohle, und der extrem beengten Platzverhältnisse können die Pfeiler
nicht in konventioneller Weise – Tiefgründung mit Fundament errichten und von dort nach
oben bauen – hergestellt werden. Stattdessen entwickelte das Bauunternehmen Max Bögl
zusammen mit Doka ein Schalungskonzept, das den konventionellen Pfeilerbau auf den Kopf
stellt: eine abgehängte Pfeilerschalung.

Dazu wird die Schalung samt Schachtbühnen komplett frei am Stahlbau aus eng gestaffelten
Tragprofilen, die auf den Spundwänden aufliegen, aufgehängt. Die Tragprofile können
jedoch nur eine bestimmte Last abtragen, so dass Schalung und Betonbau ab einem
gewissen Bauabschnitt (BA6) entkoppelt werden müssen. Im Ergebnis wird der Betonkörper
abschnittsweise in 5,0 m hohen Betoniertakten hergestellt und nach dem Ausschalen in den
Elbuntergrund abgesenkt bzw. eingespült.

Zweigeteilter Absenkmechanismus
Bis zum Aufsetzen auf der Elbsohle erfolgt das Absenken der Betonierabschnitte mittels
einer Absenkvorrichtung aus 24 hydraulischen Hohlkolbenzylindern und Pressen. Hieran
sind die betonierten Pfeilerabschnitte mit insgesamt 24 Gewindestäben (d=75 mm)
aufgehängt. Nachdem eine ausreichende Einbindetiefe in den Elbuntergrund erreicht ist,
werden die Gewindestäbe abgetrennt und die Absenkvorrichtung zurückgebaut. Ab diesem
Zeitpunkt ändert sich der Absenkmechanismus: unter Druckluft wird eine Ballastierung des
Strompfeilers (mit Sand und Wasser) vorgenommen und der Boden kontrolliert entfernt –
mithilfe unterhalb des Strompfeilers im Caisson angeordneter und ferngesteuerter
Wasserkanonen und eines Baggerarmes. Durch den bei diesem Vorgehen kontrolliert
erzeugten Grundbruch sinkt der Strompfeiler ab.

Beide Seiten – Max Bögl und Doka – betonen immer wieder, wie wichtig bei diesem Projekt
die Teamarbeit in Sachen Schalungsplanung und die fortwährende enge Abstimmung sind.
„Wir haben die abgehängte Pfeilerschalung als Gesamtkonzept von Doka zur Verfügung
gestellt bekommen. Wir profitieren hier auch von deren Fertigservice, von dem wir die
einzelnen Schalungselemente vorgefertigt auf die Baustelle bekommen haben. Aufgrund der
örtlichen Randbedingungen – Pfeilerbau im Wasser, kein Kran nach der Erstmontage, wenig
Lagerfläche am Ufer – war das Ganze auch logistisch eng abzustimmen. Als weiterer Service
steht uns zudem ein Doka-Richtmeister zur Seite, mit dem wir gemeinsam das
Montagekonzept erarbeitet und das Ganze dann hier montiert haben, und der uns auch
weiterhin in der Anwendung der Schalung betreut“, so Bauleiter Fabian Böse.

Größte Hubbrücke Deutschlands
Am Ende wird jeder der beiden Pfeiler eine Höhe von ca. 39 m haben und ca. 19 m in den
Elbuntergrund einbinden. Jeweils über 1.000 t Bewehrung müssen aus statischen Gründen
in den Pfeilern verbaut werden – für den Fall einer Maximalbelastung, d.h. sollten einmal
zwei Güterzüge von je 750 m Länge und über 6.000 t Gewicht gleichzeitig auf der Brücke
eine Vollbremsung vornehmen müssen. Nach Fertigstellung der Brückenpfeiler folgen die
Baumaßnahmen für den Überbau. 2020 sollen die ersten Züge über die Neue Bahnbrücke
Kattwyk rollen. Mit einer Durchfahrtsbreite von 108 m löst die neue Kattwykbrücke die alte
Kattwykbrücke (96 m) als größte Hubbrücke Deutschlands ab und zählt dann auch zu den
größten Hubbrücken weltweit. Weitere Informationen zur Neuen Bahnbrücke Kattwyk unter:
www.hamburg-port-authority.de

Im Überblick:
Projekt: Neue Bahnbrücke Kattwyk
Auftraggeber: Hamburg Port Authority (HPA)
Standort: Hamburg, Süderelbe
Bauwerksart: Brückenpfeiler
Baubeginn: 2016
Geplante Fertigstellung: 2020
Bauausführung: ARGE Neubau Kattwykbrücke-VE 03a
Max Bögl / HC Hagemann / Heijmans
Betonverbrauch: 10.000 m3
Betonstahl: 2.700 t
Gesamtlänge Brücke: 287 m
Breite: 15,30 m
Hubteil: 108 m Durchfahrtsbreite, 45,70 Hubhöhe, 133 m Länge

Doka im Einsatz:
- Dienstleistungen: Technische Bearbeitung, Statik, Projektmanagement, Fertigservice, Logistik, Richtmeister
- Schalungssysteme: Trägerschalungen Top 50, Top 100 tec und FF20, Rahmenschalung Framax Xlife, Dokaflex 30 tec, Kletterschalung MF240, Konsolbühne M, abgehängter Treppenturm

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