Brückenschlag im Freivorbau: Holzco-Doka­-Schalungstechnik bei der Rhein-Bahnbrücke

In Basel wächst eine neue 237m lange Bahnbrücke im Freivorbau über den Rhein, parallel zur alten Eisenbrücke und zum Autobahnviadukt Breite. Mit einer von Holzco-Doka konzipierten Freivorbauausrüstung, bestehend aus zwei Vorbauwagen mit integrierter Schalung, wird der neue Rheinübergang im Wochentakt erstellt. Mit dieser rationellen und sicheren Baumethode werden bis August die 28 Etappen der südlichen Brückenhälfte betoniert, anschliessend folgt der ebenfalls 120m lange Nordteil des Brückenoberbaus.

Die Freivorbaumethode für Brückenoberbauten hat sich auf internationalen Baustellen bewährt und kommt jetzt auch bei der Rheinbrücke in Basel zur Anwendung. Die SBB erstellt zwischen dem Bahnhof Basel SBB und dem Badischen Bahnhof eine zweite doppelspurige Eisenbahnbrücke. Die neue Betonkonstruktion ist für Fahrgeschwindigkeiten von 80 km/h ausgelegt und wird nach der Fertigstellung nach dreijähriger Bauzeit ab Ende 2012 vorab für Personenzüge genutzt. Ab dem Südpfeiler im Rhein wächst die Betonbrücke wöchentlich in Vorbauetappen von 3-4m in Richtung Grossbasler Ufer und zur Flussmitte hin. «Ab September ist auch der Nordpfeiler Ausgangspunkt für den Freivorbau in Richtung Ufer und zur Flussmitte, wo sich die beiden Brückenhälften im Frühjahr 2012 vereinen werden», erklärte Thomas Holthuisen, SBB-Oberbauleiter und Projektleiter Ingenieurbau Region Mitte. Und SBB-Gesamtprojektleiter Markus Ulrich ergänzt: «Wir haben die Arbeiten Ende 2009 aufgenommen und sind sowohl terminlich als auch bezüglich den Kosten auf Kurs.» Von den auf 57 Mio. Fr. veranschlagten Gesamtinvestitionen entfallen 37 Mio. auf die Brücke einschliesslich der Bahntechnik und 14 Mio. auf den Spurwechsel Gellert.

Konzeption der neuen Brücke
Das Projekt umfasst eine zweigleisige Bahnbrücke über den Rhein in Massivbauweise mitsamt den Widerlagerbereichen. Gemäss Angaben von Dr. Heinrich Schnetzer, Projektverfasser der Ingenieurgemeinschaft WGG Schnetzer Puskas und CSD Ingenieure, besteht die neue Brücke aus einem dreifeldrigen Voutenträger mit den Spannweiten von 59,72-117,24-59,72m und einer Breite von 11,20m. Sie ist als Rahmentragwerk ausgebildet, d.h. die beiden Flusspfeiler sind fest mit dem Überbau verbunden, wohingegen auf den Widerlagern verschiebliche Auflager angeordnet sind. Der im Freivorbau erstellte Brückenüberbau wird als Kastenquerschnitt mit vorgespanntem Beton ausgeführt. Der Querschnitt selbst besteht aus einem zweistegigen Kastenträger mit vertikalen, in der Höhe variablen Stegen konstanter Dicke und auskragenden seitlichen Konsolen. Die Gründung der beiden Flusspfeiler erfolgt gemäss Ingenieurbericht über Fundamentplatten auf je vier Schachtfundationen. Die 3m dicken, massiven Schachtpfeiler werden in offener, trockener Baugrube erstellt. Das Tragwerk der Rheinbrücke hat die normgemässen Anforderungen an Trag- und Erdbebensicherheit zu erfüllen. Sie wird im Gebrauchszustand vorbildliche Eigenschaften wie eine Begrenzung der Verformungen, Rissesicherung, Dichtigkeit gegen Regenwasser usw. aufweisen. Damit kann das Bauwerk unter Aufwendung minimaler Unterhaltskosten dauerhaft betrieben werden, heisst es im Bericht der Ingenieure WGG.

Brückenoberbau mit Freivorbauwagen
Für den 237 m langen Brückenträger werden von der Grundetappe auf dem Südpfeiler aus in einer ersten Hälfte mit einem Freivorbauwagen-Paar die je 14 Etappen von 3-4m Länge ausgeführt. Der bis August im Freivorbau befindliche 120m lange Südteil der Brücke ist bis zum zehnten Vorbauelement im Gleichgewicht. Durch die an schliessende Gewichtsverlagerung ist 40m vom Pfeiler entfernt auf Grossbasler Seite Seine Hilfsabstützung erforderlich, wie Markus Rindlisbacher, Baustellenchef der mit den Baumeisterarbeiten betrauten Arge Rheinbrücke mit den Firmen Frutiger/Walo Bertschinger, erläuterte. «Insgesamt verbauen wir für die neue Bahnbrücke inklusive Widerlager und Stützmauern 7000m3 Beton, was rund 17‘000t bedeutet.» Um die Baugruben für Pfeiler und Widerlager abzusichern und abzudichten, sind Spundwände mit einer Fläche von 8000m2 eingesetzt worden. Die Pfeilerbaugrube weist eine Grundfläche von 372m2 auf, der Felsaushub hat eine Kubatur von 550m3 und als Spundwand sind 90 Doppelbohlen von 14,6m Länge gerammt worden. Der ganze Brückenquerschnitt wird auf einmal geschalt und betoniert. Dazu wird von der Arge Rheinbrücke ein von Holzco-Doka Schalungstechnik AG geliefertes Freivorbauwagen-Paar eingesetzt. Dieses läuft auf Schienen und wird im Wochentakt um Etappenlänge vorgefahren. Der wöchentliche Bauablauf wird von Baustellenchef Rindlisbacher wie folgt erläutert: Am Montag wird ab 04.30 Uhr die Vorspannung vorbereitet, dann der Freivorbauwagen verfahren, gerichtet und vermessen. Es folgt die Bewehrung von Boden und Stegen. Dienstag stehen das Nachziehen des Innenwagens und die Stirnabschalungen auf dem Programm, am Mittwoch folgen die Bewehrung der Fahrbahnplatte, die Vorspannung und das Verlegen der Einlagen. Am Donnerstag ist Betoniertag und am Freitag werden die Stirnabschalungen entfernt, die Vorspannkabel eingestossen, die Presse angebaut und die Schienen vorgefahren. Durch die Beengtheit der Baustelle muss die Logistik minutiös geplant werden, damit alles Material zur rechten Zeit auf dem Brückenüberbau bereitsteht. Der dafür eingesetzte Kran hat eine Tragfähigkeit von 3t. Der Beton gelangt ab stationärer Pumpe durch eine Leitung zur EinbausteIle. Dabei kommen drei Betonqualitäten zum Einsatz: Für die Fundationen der SBB Beton 1 als B 25/30, der Konstruktionsbeton SBB 2 als B30/37 sowie hochfester Beton 50/60, welche von der Beton AG Basel angeliefert werden. Pro Betonieretappe ist eine Kubatur von 40m3 einzubringen. Nach der Vollendung der ersten Brückenhälfte werden die Freivorbaueinrichtungen ab Mitte August auf dem bis dann fertig gestellten Nordpfeiler und der vorbereiteten Grundetappe angesetzt. Dieser 120m lange Brückenteil soll bis Ende Februar 2012 fertig ausgeführt sein, sodass der Voutenträger mit der Schlussetappe vollendet werden kann. Der Überbau wird mit einer Überhöhung von maximal 9cm ausgeführt. da der Beton die Eigenschaft hat, unter Last zu kriechen.

Freivorbaueinrichtung mit integrierter Schalung 
Bei dem von der Arge Frutiger/Walo eingesetzten Freivorbauwagen-Paar handelt es sich um eine von Doka entwickelte Stahlkonstruktion mit integrierter Schalung. Sie ist im modularen Baukastenprinzip aufgebaut und weist ein Gewicht von je 65 t plus 1St für die Schalung auf. Diese Konstruktion ist für schnelle Arbeitsfortschritte im Wochentakt zur Ausführung bis zu 5m langer und 250t schwerer Segmente konzipiert. Das Verfahren erfolgt auf Kunststoff-Gleitlagern. Die Modulbauweise lässt eine Anpassung an alle Querschnitte zu, sphärisch gelagerte Abhängungen ermöglichen momentenfreie Einstellung von Neigungen. Die selbsthemmenden Gleitlager gewährleisten risikofreie Vorschübe bei Gefälle oder kleinen Radien. Die von Holzco-Doka Schalungstechnik AG gelieferten Einrichtungen bieten für das Baustellenpersonal optimale Sicherheit durch hochgezogenes Längsfachwerk und damit grosse Innenfreiräume sowie standardisierte Bühnen.

 Vier verschiedene Vorspannsysteme
Für den Brückenoberbau sind vier Arten von Vorspannung erforderlich, welche die Erstellung und den Betrieb der Brücke erst möglich machen. An Vorspannkräften sind pro Spannkabel 430t aufzunehmen, was bei 40 Kabeln ein Total beim Pfeiler von 1720t ergibt. Dabei handelt es sich nach Angaben von Karl Lüpold, Stahlton AG, Frick, um: Kragarm und Feldvorspannung mit Litzenspannglieder StahltonCona 22-06, Stegvorspannung mit Stabspannglieder Dywidag 32 mm Durchmesser sowie Kontinuitätsvorspannung mit Litzenspannglieder StahltonCona 31-06.