Neubau Autobahnüberführung BAB A3

Situation

Im Rahmen eines Pilotprojektes auf der Bundesautobahn A3, nahe der niederländischen Grenze (nördlich von Emmerich am Rhein), wurde die Brücke Stokkumer Straße als Überführung eines Wirtschaftsweges über die Autobahn durch einen Neubau vollständig ersetzt. Grund für den Ersatzneubau war die geringe Tragfähigkeit des alten Überführungsbauwerks aus dem Jahr 1961. Bei der Erneuerung sollten die Abmessungen sowie der Standort der neuen Brücke unverändert bleiben. Auch für das neue Bauwerk wurde keine Mittelstütze vorgesehen. Ausdrückliches Ziel des Pilotprojektes war es zudem, die Bauzeit durch den Einsatz moderner Technologien deutlich zu verkürzen.

Lösung

Als Ersatzneubau wurde ein einfeldriger Verbundüberbau mit zwei dichtgeschweißten Stahlkästen und Ortbetonergänzung gewählt. Die Besonderheit der Konstruktion bilden die Widerlager aus geokunststoffbewehrter Erde (KBE-Bauweise mit Fortrac Geogittern). Hierbei handelte es sich zum Zeitpunkt der Ausführung (September bis November 2019) um eine in Deutschland noch nicht geregelte Bauweise. Somit musste vorab eine Zustimmung im Einzelfall (ZiE) erwirkt werden. Die Maßnahme wurde außerdem von einem umfangreichen Messprogramm begleitet, um unter anderem das Verformungsverhalten bei horizontaler Beanspruchung zu untersuchen und das Tragverhalten der Erdkörper zu bewerten. Begleitet wurde das aufwendige Messverfahren durch Gutachter des Bundes und Landes Nordrhein-Westfalen.

Nach dem Rückbau der bestehenden Brücke wurden die Widerlager als KBE-Konstruktion mit aufliegenden Stahlbetonbalken, Kammerwänden und Lagersockeln in Ortbetonbauweise erstellt. Zum Einsatz kamen biaxiale Fortrac MDT Geogitter (Material: PVA) mit einer Zugfestigkeit von 400/400 kN/m. Das hochalkalibeständige Material ermöglicht unter anderem den Einsatz von bindemittelstabilisierten Böden. Besondere Herausforderungen bei der Ausführung waren unter anderem die sehr beengten Platzverhältnisse, die hohen Verdichtungsanforderungen sowie der notwendige Einbau verschiedener Messsensoren in die KBE. Die Widerlager wurden abschließend mit Gabionen und Betonplatten verkleidet, die sowohl eine optische als auch eine Schutzfunktion erfüllen. Durch die Ausführung der Widerlager als passive Wand entsteht kein Erddruck auf die Verblendschalung.

Die Herstellung des Überbaus erfolgte in Seitenlage auf einem angrenzenden Parkplatz. Der gut 400 Tonnen schwere Stahlverbundüberbau wurde anschließend mittels einer fahrbaren Plattform (Self-Propelled Modular Transporter, SPMT) eingefahren und auf die Widerlager abgesetzt. Die Stützweite der neuen Brücke beträgt 36,8 Meter, die lichte Höhe 4,70 Meter. Insgesamt betrug die Bauzeit für die parallele Fertigstellung der Brückenwiderlager sowie der vormontierten Verbundbrücke 80 Tage. Vollsperrungen der A3 waren lediglich an zwei Wochenenden notwendig.

Vorteile

• Einfache und sichere Konstruktion: Aufwendige Bewehrungs- und Betonierarbeiten können dank der KBE-Bauweise auf ein Minimum reduziert werden
• Einfaches Installationsprinzip auf kleiner Grundfläche
• Einfache Umsetzung mit Standard-Erdbaugeräten
• Schnelle und kostengünstige Bauweise: Deutlich kürzere Sperr- und Bauzeiten im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen
• Umweltfreundliche und ressourcenschonende Bauweise: Die KBE-Konstruktion spart durch die Verwendung von Boden statt Beton sowie durch geringeres Transportaufkommen signifikant CO₂- Emissionen ein
• Architektonisch ansprechend und langfristig sicher