Vorwort Nicolas Janberg

Einführung1 Zum Entwurf von Eisenbahnbrücken

Ludolf Krontal

Spannweiten bis 20 m12 Überwerfungsbauwerk Málaga-Los Prados14 Eisenbahnüberführung Friedrichshafner Straße16 Eisenbahnüberführung Berliner Straße18 Eisenbahnüberführung Simmerbach20 Eisenbahnüberführung der Anschlussbahn InfraLeuna22 Eisenbahnüberführung über den Brunngraben24 Brücke über den Hohen Sprenzer Mühlbach26 Eisenbahnüberführung Rubensstraße

Spannweiten 21 bis 40 m30 Eisenbahnüberführung über die Ortsumfahrung Hettstedt32 Eisenbahnüberführung Lehrter Bahnhof (Bereiche II – IV)34 Stephanitorbrücke36 Eisenbahnüberführung über die Saale38 Überwerfungsbauwerk Saragossa-Delicias40 Eisenbahnüberführung über die Bundesautobahn 4

Spannweiten 41 bis 60 m44 Eisenbahnüberführung über den Aland46 Stahlviadukt Binnenhafenbrücke48 Eisenbahnüberführungen Billy-le-Grand und Bussy-le-Château50 Eisenbahnbrücke Ingolstadt54 Ruhrbrücke Freienohl56 Verdugobrücke Soutomaior58 Ötztaler Achbrücke

Spannweiten ab 61 m62 Eisenbahnviadukt Torrejón de Velasco64 Florabrücke über den Mittellandkanal66 Eisenbahnüberführung Vahldorf68 Brücke über die IJssel

Fachthemen71 Kunstbauten – Ingenieurkunst

Christian Ommert, Steffen Marx77 Interaktion Gleis/Brücke bei Stahlbrücken mit Beispielen

Hartmut Freystein, Karsten Geißler86 Analyse des dynamischen Verhaltens des Eisenbahnschotteroberbaues

Johannes Kirchhofer, Josef Fink

Industriethemen94 Neubau der Sulzbachtalbrücke bei Denkendorf mit PKS NETPlan® Unterstüt-

zung95 Ost-Bahnhof in Warschau nun mit X-TEND®

96 Schlanke Eisenbahnbrücken als unterhaltungsarme Stahlbetonrahmen98 Bogenbrücke über das Massetal bei Saalfeld-Rudolstadt100 Brücken schlagen – Lückenschluss einer ICE Strecke

Inhalt

Inhalt

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Vorwort Nicolas Janberg

Seit über 15 Jahren bietet die Internet-Datenbank Structurae Informationen zu Bauwerken aller Art kostenlos an und wen-det sich dabei insbesondere an Bauingenieure. Inzwischen ist der Datenbestand auf über 63000 Bauwerke und Projekte an-gestiegen. Bei so einem großen Fundus fällt es daher als Nut-zer sicher nicht leicht, einen Überblick über den aktuellen Stand in der Datenbank zu behalten.

Deshalb entstand im Sommer 2013 die Idee, in Form einer Buchreihe eine redaktionelle Auswahl besonderer Bauwerke zu einem bestimmten Bauwerkstyp zusammenzustellen und dabei die Structurae-Datenbank als Grundlage zu nehmen. Ziel dieser „Structurae Projektbeispiele“ ist es, für das ge-wählte Thema den Stand der Technik kompakt und über-sichtlich darzustellen. Für den vorliegenden ersten Band die-ser Reihe hat die Structurae-Redaktion aus über 2700 Eisen-bahnbrücken in der Datenbank 25 interessante Beispiele aus den letzten 15 Jahren herausgesucht. Bei der Auswahl liegt der Fokus insbesondere auf Brücken mit kleineren und mittleren Stützweiten, die etwa 95% der Eisenbahnbrücken im Bestand der Deutschen Bahn ausmachen. Neben konstruktiven und technischen Aspekten war auch die Gestaltung ein wichtiges Kriterium. Es war uns auch wichtig, nur solche Projekte vor-zustellen, die sich im Regelbetrieb befinden.

Ziel dieser Sammlung ist es, sowohl als Planungshilfe aber auch als Inspiration für all diejenigen zu dienen, die an der

Planung und dem Bau von Eisenbahnbrücken beteiligt sind. Reine Beton- und Stahlbrücken sind ebenso enthalten wie Verbundbrücken, die beide Baustoffe kombinieren. Bei der Auswahl ist der Blick auch über die Grenzen Deutschlands hinweg geschweift: Projekte aus Österreich, den Niederlan-den, Frankreich und Spanien sollen zeigen, was in anderen Ländern möglich und realisiert worden ist.

Neben den Projektbeispielen finden Sie auch einige Fachauf-sätze zum Entwurf von Eisenbahnbrücken, sowie einen eigens für diese Ausgabe geschriebenen Beitrag von Ludolf Krontal, der am Entwurf für die 2012 mit dem Brückenbaupreis ausge-zeichnete Scherkondetalbrücke beteiligt war. Wenn Sie sich daher fragen sollten, warum genau diese Brücke nicht in der Sammlung enthalten ist: Sie ist leider noch nicht in Betrieb.

Zum Schluss möchte ich mich insbesondere beim Büro Marx Krontal bedanken, die sowohl bei der Auswahl als auch bei der Beschreibung der einzelnen Projekte beteiligt waren. Mein Dank gilt auch den Mitarbeitern aller Ingenieurbüros, ohne deren Unterstützung die Projektbeschreibungen nicht möglich gewesen wären.

Nicolas Janberg Chefredakteur „Structurae“

Berlin, März 2014

Vorwort

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ProjektbeispieleSpannweitenbis 20 m

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12 Structurae Projektbeispiele

Spannweiten bis 20 m

Überwerfungsbauwerk Málaga-Los PradosMálaga, Spanien

Die Neubaustrecke Córdoba-Málaga ist seit 2007 mit einer Gesamtlänge von 155 km in Betrieb und erlaubt es AVE-Zü-gen mit bis zu 300 km/h zwischen den beiden Städten zu ver-kehren. Östlich des Bahnhofes Málaga-Los Prados kreuzt die zweigleisige Neubaustrecke eine eingleisige Zufahrtsstrecke zum Betriebswerk des Betreibers RENFE. Das ansonsten pa-rallel verlaufende Zufahrtsgleis wird dabei unter den neuen Gleisen mit einer leichten S-förmigen Trassenführung ver-schwenkt, sodass es im Bahnhofsbereich südlich, am Betriebs-werk nördlich der höher gelegenen Gleise der Neubaustrecke liegt.

Für diese häufig auftretende Situation bei Überwerfungs-bauwerken wurde in Malaga-Los Prados eine elegante Lö-sung gefunden, bei der die Massivität des Überbaus gegen-über üblicheren Lösungen reduziert wurde. Im Bereich der eigentlichen Gleiskreuzung handelt es sich um ein reguläres Rahmenbauwerk mit 7,40 m hohen Wänden und einer 0,80 m dicken Platte aus Stahlbeton. Da die Spannweite mit 7,7 m sehr gering ist, konnte auf jegliche Vorspannung verzich-tet werden.

Außerhalb des Gleisbereichs, wo aus statischer wie nut-zungstechnischer Sicht keine durchgehende Platte mehr not-wendig ist, wird die Fahrbahnplatte aufgelöst, sodass hier der Überbau aus dreiecksförmig angeordneten Balken be-steht. Jeder Balken ist konstant 0,70 m breit und 0,80 m hoch, die Längen und Winkel variieren aufgrund der ge-schwungenen Trassenführung. Die vorhandene Topografie ermöglichte es auf der Südseite die Wand des Überwer-fungsbauwerks teilweise aufzulösen. Hier werden vier runde Einzelstützen mit 0,70 m Durchmesser an den Knotenpunk-ten der Balken angesetzt anstatt die Wand durchlaufen zu lassen. Die Stützenköpfe werden zusätzlich durch einen Längsbalken verbunden. Die Gegebenheiten der Nordwand ermöglichten die Auflösung in Einzelstützen jedoch nicht.

Allgemeine Angaben:

Oberer Verkehrsweg:Unterer Verkehrsweg: Tragwerkstyp: Bauverfahren: Bauzeit:

AVE-Neubaustrecke Córdoba-MálagaZufahrtsgleis zu einer EisenbahnwartungshalleAufgelöste Rahmenbrücke („Pergola“)Ortbeton auf Lehrgerüst2005

Projektbeteiligte:

Bauherr:Auftraggeber:Entwurfsverfasser /Ausführungsplanung:Ausführung:Fotos:

Ministerio de FomentoGIF, Gestor de Infraestructuras Ferroviarias

CESMA IngenierosACCIONACESMA Ingenieros

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13Structurae Projektbeispiele

Spannweiten bis 20 m

Unter den beiden Gleisen der Hochgeschwindigkeitsstrecke wurde die obere Platte des Rahmens mit einer Dicke von 0,40 m zu beiden Seiten so weitergeführt, dass deren Ab-schluss jeweils rechtwinklig zum Gleisverlauf endet. Damit wird die Last beim Übergang zum Erdbauwerk gleichmäßi-ger abgetragen, indem die Räder einer Achse entweder über der Platter oder der Aufschüttung liegen. Die Fundament-platte des Rahmens ist 0,80 m dick und 9,40 m breit. Die Ausführung des Rahmens erfolgte vollständig in Ortbeton auf Lehrgerüst.

Bei der Berechnung des Bauwerkes wurde wegen der variab-len Geometrien ein dreidimensionales Finite-Elemente-Mo-dell benutzt. Aufgrund der Kürze der Spannweite war der Stoßzuschlag besonders ausgeprägt.

Technische Angaben:

Gesamtlänge:Stützweiten:Kreuzungswinkel:Längsneigung:Krümmungsradius:Brückenfläche:Querschnittsform:Breite zw. Geländern:Konstruktionshöhe:Entwurfsgeschwindigkeit:Lastmodell / Bemessungsnorm:

104 m7,7 m17,75 gon0 %300 m681 m²Rahmen8,4 m0,8 m100 km/hUIC 71/ IPF-75

Massen:

Überbauten:Beton:Betonstahl:Bewehrungsgrad:

Unterbauten:Beton:Betonstahl:Bewehrungsgrad:

634 m³38 t60 kg/m³

2108 m³228 t108 kg/m³

Übersicht

Schnitt A-A Schnitt B-B

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14 Structurae Projektbeispiele

Spannweiten bis 20 m

Eisenbahnüberführung Friedrichshafner StraßeLeipzig-Mockau, Sachsen

Im Leipziger Stadtteil Mockau kreuzen die Bahnstrecken von Leipzig nach Eilenburg (Nr. 6360) und Engelsdorf (Nr. 6369) die Friedrichshafner Straße. Die vorhandenen zwei parallelen, einfeldrigen Eisenbahnüberführungen mussten erneuert wer-den. Die bisher eingleisige Strecke nach Engelsdorf soll zudem perspektivisch auf zwei Gleise erweitert werden. Dies wäre mit den vorhandenen Überbauten nicht möglich gewesen.

Beschreibung des Bauwerks

Der Ersatzneubau besteht aus einem dreifeldrigen Rahmenbau-werk aus Stahlbeton mit Spannweiten von 7,60 m – 10,35 m – 7,60 m. Die neue Brücke ist mit 25,55 m dabei insgesamt länger als die Vorgängerbauten, deren Widerlager direkt an die Gehwege angrenzten. Die neuen Widerlager sind nach hinten und oben in die Böschung zurückgesetzt. Sie wirken daher nicht mehr als durchgehende und einschränkende seitli-che Wand entlang der Friedrichshafner Straße, deren Sicht-achse damit auch verbreitert wird. Es wird eine transparentere und offenere Optik für das Gesamtbauwerk erzeugt, die durch die Auflösung der mittleren Rahmenwände als einzelne Rundstützen noch weiter verstärkt wird. Aufgrund der hoch-gesetzten Widerlager bilden die neuen Böschungen einen flie-ßenden Übergang zum Bahndamm, der dadurch erst wieder sichtbar wird. Sowohl die Widerlager als auch die Stützen sind auf Bohrpfählen mit einem Durchmesser von 90 cm tief gegründet. Auf der Südseite der Brücke wurde außerdem eine Lärmschutzwand errichtet, da die Strecke entlang eines Wohn-gebietes verläuft.

Ausführung

Da die Errichtung der neuen Brücke bei laufendem Eisen-bahnbetrieb erfolgte, waren zwei Bauphasen notwendig. Für die erste Bauphase wurde eine der Bestandsbrücken abgebaut, während die andere aufwändig abgesichert werden musste, um einen weiteren Eisenbahnbetrieb darauf zu ermöglichen.

Allgemeine Angaben:

Oberer Verkehrsweg:

Unterer Verkehrsweg: Tragwerkstyp: Bauverfahren: Bauzeit:

Strecke Leipzig Hbf–Eilenburg (6360)Strecke Strw. Wiederitzsch–Engelsdorf (6369)Friedrichshafner Straße3-feldrige RahmenbrückeHalbseitige Ortbetonbauweise auf LehrgerüstFebruar 2010 bis April 2011

Projektbeteiligte:

Bauherr:Auftraggeber / Entwurfsverfasser:Ausführungsplanung:

Statische Prüfung:Ausführung:Bauüberwachung:Fotos:

DB Netz AG, RB Südost

DB ProjektBau GmbH, RB Südost, LeipzigLeonhardt, Andrä und Partner, Beratende Ingenieure VBI, GmbH König und Heunisch Planungsgesellschaft mbHHentschke Bau GmbHBUNG Ingenieure AGLudolf Krontal

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15Structurae Projektbeispiele

Spannweiten bis 20 m

Technische Angaben:

Gesamtlänge:Einzelstützweiten:Höhe über Gelände min.Kreuzungswinkel:Längsneigung:Krümmungsradius:Brückenfläche:Querschnittsform:Breite zw. Geländern:Konstruktionshöhe:Entwurfsgeschwindigkeit:Lastmodell / Bemessungsnorm:

25,55 m7,60 m – 10,35 m – 7,60 m5,50 m83 gon0 %∞550,09 m²Platte21,53 m0,64 m100 km/hLM 71, LM SW/0, LM SW/2 (α = 1,21)

Massen:

Überbauten:Beton:Betonstahl:Bewehrungsgrad:

Widerlager:Beton:Betonstahl:Bewehrungsgrad:

Bohpfähle:Beton:Betonstahl:Bewehrungsgrad:

360 m³83,6 t230 kg/m³

140 m³25,4 t180 kg/m³

200 m³14,4 t72 kg/m³

Im zweiten Schritt wurde eine temporäre Umfahrung der Baustelle mit Dammschüttung und einer Hilfsbrücke notwen-dig, während das neue Bauwerk dann in Insellage zwischen den unter Betrieb stehenden Gleisen errichtet werden konnte. Der Neubau erfolgte dann halbseitig in Ortbetonbauweise auf Lehrgerüst, ebenfalls in zwei Schritten.

Längsschnitt (mit Vorgängerbau in Gelb)

Regelquerschnitt

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16 Structurae Projektbeispiele

Spannweiten bis 20 m

Eisenbahnüberführung Berliner StraßeLeipzig, Sachsen

Die EÜ Berliner Straße befindet sich im Zentralbereich des Leipziger Hauptbahnhofs. Ihre exponierte Lage direkt vor der nordwestlichen Ausfahrt des Citytunnels führte dazu, daß bis zu dessen Inbetriebnahme ein erster Bauabschnitt herzustellen war, der die Tunnelgleise überführt. Die Fertigstellung des Gesamtbauwerkes ist bis 2018 geplant.

Das vorhandene Bauwerk wurde von 1904-1907 errichtet und überführte mehr als 30 Gleise auf einer Bauwerksbreite von 205m. Das neue Bauwerk wird auf eine Breite von 94m redu-ziert und nur im Bereich der neuen Gleise auf insgesamt ca. 50m überbaut. Da das Bauwerk ein Kulturdenkmal darstellt, waren beim Entwurf besondere Anforderungen an die Gestal-tung zu beachten. So wurden die ehemaligen Pfeiler mit auf-gesetzten Pylonen des westlichen Brückenendes in versetzter Lage als neuer Abschluß wiedererrichtet. Auf gestaltende Ele-mente wie Verklinkerung, Gesimskanten und besondere Ge-länder wurde während der Planung Wert gelegt. Erst mit Ab-schluß des 2. Bauabschnitts wird die Gesamtwirkung des Bauwerks mit einer historischen Ostansicht und einer moder-nen Westansicht zum Tragen kommen.

Die EÜ ist als 3-feldrige Rahmenkonstruktion entworfen. Die beiden Stützenreihen sind mit je 7 Einzelstützen ausgeführt. Sie sind integraler Bestandteil des Dreifeldrahmens. Der Pfei-lerquerschnitt setzt sich aus zwei Halbkreisen mit Zwischen-stück zusammen. Im Längsschnitt weisen die Pfeiler 70 cm, in Querrichtung 1,00m auf.

Infolge der verkehrlichen Anforderungen wurde die 3-teilige Verkehrsraumführung beibehalten. Die lichte Weite zwi-schen den Widerlagern wurde wieder mit 30m angehalten. Die zwei Felder des Straßenverkehrs haben eine lichte Weite von 11,10m. Die lichte Weite des mittleren Feldes der Stra-ßenbahn beträgt 6,40m. Der Überbau ist mit einer Konst-ruktionshöhe von 74cm ausgeführt und weist an der Unter-kante keine Neigung auf. Die lichte Höhe über der Straße

Allgemeine Angaben:

Oberer Verkehrsweg:

Unterer Verkehrsweg:

Tragwerkstyp: Bauverfahren: Bauzeit:

Strecke 6367 (Gleis 193), Strecke 6382 (Gleise 494/495/496/497)städtische Haupterschließungsstraße Berliner Straße3-feldrige-RahmenbrückeOrtbetonbauweise auf LehrgerüstAugust 2012 bis September 2013

Projektbeteiligte:

Bauherr:Auftraggeber /Entwurfsverfasser:Ausführungsplanung:

Statische Prüfung:Ausführung:Bauüberwachung:Fotos:

DB Netz AG, RB Südost, Leipzig

DB ProjektBau GmbH, RB Südost, Planung LeipzigEHS beratende Ingenieure für Bauwesen, LohfeldenCurbach Bösche Ingenieurpartner, DresdenHermann Kirchner Hoch- und Ingenieurbau GmbHDB ProjektBau GmbH, RB Südost, LeipzigSteffen Bätz, DB ProjektBau GmbH / Ludolf Krontal (Bild 2)

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17Structurae Projektbeispiele

Spannweiten bis 20 m

beträgt 4,50m, im Bereich der Straßenbahn ist die Fahr-drahthöhe 4,20m.

Die Gleise auf dem Bauwerk weisen eine Überhöhung von bis zu u=100 und eine Längsneigung von bis zu 1‰ auf, was den Ausgleich einer Höhendifferenz vom niedrigsten zum höchs-ten Gleispunkt von 52cm auf dem Überbau erforderte. Der Überbau selbst ist nicht geneigt. Die Überhöhung wird zum Teil im Schotter und zum Teil im Schutzbeton ausgeglichen. Aufgrund von umfangreichem Kabel- und Leitungsbestand, der zu überführen ist, sind für das Bauwerk Kappen mit auf-gesetzten Kabeltrögen mit einer Breite von 1,82m erforderlich gewesen.

Technische Angaben:

Gesamtlänge:Einzelstützweiten:Höhe über Gelände bis max.Kreuzungswinkel:Längsneigung:Krümmungsradius:Brückenfläche:Querschnittsform:Breite zw. Geländern:Konstruktionshöhe:Entwurfsgeschwindigkeit:Lastmodell / Bemessungsnorm:

32,32 m12,03 m - 7,10 m -12,03 m5,30 m86,9 gon0 %∞920 m²Platte28,47 m0,74 m80 km/hLM 71, SW/0, SW/2 nach DIN-Fachbericht 101

Massen:

Rahmenkonstruktion:Beton:Betonstahl:Bewehrungsgrad:

2550 m³350 t137 kg/m³

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18 Structurae Projektbeispiele

Spannweiten bis 20 m

Die 150 Jahre alte Eisenbahnüberführung über den Simmer-bach im Zuge der Nahetalbahn zwischen Bingen und Saar-brücken bestand aus zwei hintereinander liegenden genieteten Stahltrögen mit jeweils 12,40 m Spannweite, deren Erhal-tungszustand einen Ersatzneubau der Überbauten und Teile der Unterbauten zwingend erforderte.

Beschreibung des Bauwerks

Die beiden neuen Überbauten bestehen ebenfalls aus zwei hintereinander liegenden Trägern, jedoch in VFT®-Rail-Bauweise mit jeweils 12,75 m Stützweite. Die Träger haben eine Konstruktionshöhe von nur 0,66 m, was eine Schlankheit von l = 19,3 ergibt. Die Nachweise wurden entsprechend den DIN-Fachberichten, RIL 804, RIL 805 und der Betriebszu-lassung VFT®-Rail geführt, die das Eisenbahnbundesamt im Dezember 2010 erteilte.

Das Prinzip des VFT®-Rail-System basiert auf der Anord-nung von T-förmigen Stahlträgern, die in der äußersten Faser als externe Bewehrung wirken. Sie sind über Verbunddübel mit dem Betonteil verbunden. Diese Verbunddübel werden durch korbbogenförmige Schnittformen im T-Profil gebildet, deren Geometrie sich in Versuchen als besonders günstig in Bezug auf Ermüdung erwies. Durch diese Konstruktionsart lassen sich sehr gedrungene, dabei aber sehr tragfähige und steife Brückenträger herstellen. Die Schiene liegt in einem 23 cm tiefen Betonkanal und wird über eine direkte Schienen-befestigung, die einen Toleranzausgleich ermöglicht, gehalten. Die effektive Höhe von der Beton- zur Gleisunterkante be-trägt dabei lediglich 0,44 m.

Die beidseitigen Wartungswege werden von einfachen Spann-betonplatten getragen und sind von der eigentlichen Bahnbrü-cke konstruktiv unabhängig. Die neue Eisenbahnüberführung über den Simmerbach ist die erste Brücke, die in der VFT®-Rail-Bauweise errichtet wurde.

Eisenbahnüberführung SimmerbachMartinstein, Kreis Bad Kreuznach, Rheinland-Pfalz

Allgemeine Angaben:

Oberer Verkehrsweg:Unterer Verkehrsweg: Tragwerkstyp: Bauverfahren:

Bauzeit:

Strecke Bingen–Saarbrücken (3511)Simmerbach / NahetalEinfeldbrückeFertigteilüberbau VFT®-Rail zzgl. Spannbeton- randträgerAugust bis Oktober 2011

Projektbeteiligte:

Bauherr:Auftraggeber:Entwurfsverfasser /Ausführungsplanung:Statische Prüfung:Ausführung:Bauüberwachung:Fotos:

DB Netz AGDB Netz AG, RB Südwest

SSF Ingenieure AGDr.-Ing. Walter StreitBeck BauVolker SieckerSSF Ingenieure AG

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19Structurae Projektbeispiele

Spannweiten bis 20 m

Technische Angaben:

Gesamtlänge:Einzelstützweiten:Höhe über Gelände:Kreuzungswinkel:Längsneigung:Brückenfläche:Querschnittsform:Breite zw. Geländern:Konstruktionshöhe:Entwurfsgeschwindigkeit:Lastmodell / Bemessungsnorm:

26,30 m12,75 m – 0,80 m – 12,75 mi. M. 3 m100 gon0,05 %156 m²VFT®-Rail5,95 / 2,65 m0,43 m150 km/hLM71 / SW/2

Massen:

Überbauten:Baustahl:Beton:Betonstahl:Bewehrungsgrad:Spannstahl:

Unterbauten:Beton:Betonstahl:Bewehrungsgrad:

35 t80 m³12 t150 kg/m³1,1 t

40 m³14 t350 kg/m³

Ausführung

Die Verbundträger wurden über Kopf, also um 180° gedreht, be-toniert, um einen glatten Schienenkanal zu garantieren. Die un-tenliegenden Stahllamellen (Stahlgüte S 355) wurden unmittelbar nach dem Verdichten in den Frischbeton (Betonqualität C50/60) eingesenkt. Nach fünf Tagen wurden die beiden VFT®-Rail Trä-ger in Einbaulage gedreht und fertiggestellt.

Der Einhub der 65 t schweren Träger vor Ort erfolgte mit einem 550 t - Autokran. Für die Demontage der alten und Montage der neuen Überbauten inklusiver Erneuerung der Auflagerbänke, ebenfalls Vollfertigteile, und das Verlegen des Gleiskörpers stan-den lediglich 50 Stunden Sperrzeit zur Verfügung.

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