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- Caroline Heß

Ersatzneubau im Bestand: Die Gumpenbachbrücke auf der B27 bei Kornwestheim

„Deutschland-Premiere in Kornwestheim: 4.600 Tonnen schwere Brücke verschoben“ – so lautete die Schlagzeile, als der Südwestrundfunk über einen Meilenstein des Bauprojektes Gumpenbachbrücke berichtete: Zum ersten Mal in Deutschland fand in dieser Größenordnung ein Querverschub, bei dem auch die Mittelpfeiler und Fundamente verschoben wurden, statt. Der Querverschub ermöglichte es, den Verkehr fast dauerhaft zweispurig in jede Fahrtrichtung aufrecht zu erhalten.

Überblick und Ziel

Rund 50.000 Fahrzeuge fahren täglich durch Kornwestheim auf der Bundesstraße 27 zwischen Stuttgart und Ludwigsburg über die Gumpenbachbrücke. Die alten Brücken aus dem Jahr 1954 waren in einem so schlechten Zustand, dass sie seit Jahren nur noch eingeschränkt befahrbar waren und dringend ersetzt werden mussten. Nach einer öffentlichen Ausschreibung beauftragte das Regierungspräsidium Stuttgart die Ingenieurbau-Spezialisten von WOLFF & MÜLLER mit dem Ersatzneubau – einem 27-Millionen-Projekt, das vom Bund finanziert wurde.

Über die fast dreijährige Bauzeit stand zu jeder Zeit die Aufrechterhaltung des vierspurigen Verkehrs der wichtigen Nord-Süd-Verbindung zwischen Ludwigsburg und Stuttgart im Vordergrund. Die Bestandsbauten mussten parallel abgebrochen und der fließende Verkehr durch die gewählten Bauverfahren geschützt werden. Um das zu gewährleisten, wurde geplant, das östliche Brückenbauwerk zu Beginn in Seitenlage herzustellen, während den anhaltenden Bauarbeiten zu befahren und anschließend inkl. Pfeilern und Fundamenten quer zu verschieben.

Im Gegensatz zu Referenzprojekten ermöglichte der Querverschub die Herstellung temporärer Pfeiler sowie einer Behelfsbrücke über die Bauzeit. Unter dem Aspekt der Ressourcenknappheit und der schnellen zeitlichen Abfolge der Arbeiten war diese Bauweise von Vorteil. Gerade bei Ersatzneubauten auf stark befahrenen Strecken und im innerstädtischen Bereich liegt der Fokus in der Planung des Ablaufs gepaart mit den richtigen Bauverfahren, um die Beeinträchtigungen für alle Beteiligte auf ein Minimum zu reduzieren.

Bauablauf

Das Projekt wurde in vier Bauphasen unterteilt: Zunächst errichtete das Bauteam die östliche Brücke in Seitenlage auf temporären Widerlagern. Weil die neue Brücke einen größeren Querschnitt hat als die Bestandsbrücke, musste auch ein Teil der späteren Widerlager bereits zu Beginn des Projekts erstellt werden. Zum Schutz der beiden Bestandsbauwerke waren umfangreiche rückverankerte Verbauten notwendig.

In der zweiten Phase wurde die alte Westbrücke mittels Sprengabbruch abgebrochen. An gleicher Stelle entstand das neue Brückenbauwerk. Darauf folgte der Sprengabbruch der alten Ostbrücke – eine anspruchsvolle Aufgabe, weil die zwei Neubauten zu diesem Zeitpunkt nur wenige Zentimeter vom östlichen Bestandsbauwerk voneinander entfernt waren. In der vierten Phase wurde die neue Ostbrücke von der Seiten- in die Endlage verschoben; hinzu kam der Rückbau aller Verbauten. 

Die Verbauten

Eine Besonderheit des Projektes war das Zusammenspiel der verschiedenen Verbauten, die dem Schutz der Bestandsbauten sowie der Sicherung der tiefen Baugruben in den verschiedenen Bauphasen dienten. Hauptsächlich wurden die Verbauten als fünffach rückverankerte Trägerverbauten mit Holz- bzw. Spritzbetonausfachungen bis in einer Baugrubentiefe von 12,5 m ausgeführt. Dies ermöglichte den Rückbau der vorhandenen Brücke.

Die Verbauten bildeten Fangedammkonstruktionen auf den jeweiligen Widerlagerseiten rund um die Baugrube und wurden abhängig vom Baufortschritt eingesetzt. Exemplarisch hierzu wurden in der zweiten Bauphase drei Verbauten durch Anker miteinander verbunden und sicherten so die Baugrube des westlichen Neubaus. Dabei dienten die bestehenden Widerlager als Rückanker. In Phase drei waren schließlich alle Verbauten zusammen im Einsatz, damit das Bauteam die Widerlager des östlichen Brückenbauwerks in Endlage herstellen konnte.

Der Sprengabbruch

Die bestehenden Brückenbauwerke sollten gemäß Entwurf konventionell abgebrochen werden. Hierfür war ein Traggerüst geplant, um die Brücken in Teilstücke mittels Sägeschnitte zu zerkleinern, auszuheben und abzutransportieren. Um die Bauzeit zu verkürzen und die Dauer der Lärmbelästigung der betroffenen Anwohner einzuschränken, entschied sich das Projektteam nach vielen gemeinsamen Abstimmungen mit den Leitungsträgern und der Stadt Kornwestheim für einen sogenannten Sprengabbruch. Dabei wurden beim westlichen sowie östlichen Teilbauwerk die drei Pfeilerpaare und die Spannblöcke im Überbau durch Sprengstoff pulverisiert.

Um die querenden Versorgungsleitungen im Baufeld zu schützen, wurde ein sogenanntes Fallbett aus grobkörnigem Material unterhalb der Brücke wallförmig aufgeschüttet. Querende Leitungen wurden zusätzlich durch Sprengmatten geschützt. Um die benachbarte Bebauung vor Steinflug zu schützen, wurden die Pfeilerpaare mit Sprengmatten abgehängt. Bei beiden Sprengungen fielen die bestehenden Brücken wie geplant auf das vorgesehene Fallbett in sich zusammen. Danach wurde der Überbau konventionell am Boden liegend zerkleinert und abtransportiert. Das Material wurde wiederverwendet, um Baugruben oder Tragschichten an anderen Bauvorhaben im Umkreis zu verfüllen. 

Herausforderungen während des Bauablaufs

Während des Bauablaufs im Zuge der Herstellung des Westbauwerks in Bauphase 2 wurden grobkiesige Hinterfüllungen an den bestehenden Widerlagen angetroffen. Diese erschwerten die weitere Herstellung der Trägerverbauten, vor allem den Einbau des Holzes in diesem Bereich, da die Bodenschicht bei weiterem Aushub nachzurutschen drohte. Weiterhin konnten die geplanten Anker, welche auch eine Bohrung durch die bestehenden Widerlager erforderten, nicht aktiviert werden. Verschiedene, auf den Baugrund abgestimmte Bohrkronen waren hier u.a. notwendig.

Um eine sichere Herstellung des Verbaus und des Schutzes der befahrenden Bundesstraße 27 zu gewährleisten, wurde gemeinsam mit der örtlichen Bauleitung des Auftraggebers eine Baugrundverfestigung der Kiesschichten in diesem Bereich festgelegt. Mittels Rammlanzen wurde in einem Bereich von ca. zwei Metern Höhe Silikatschaum in die Bodenschicht durch den Holzverbau injiziert.

Im weiteren Bauablauf wurde die Hinterfüllung im Zuge des Abbruchs geborgen und rückgebaut. Wichtig war, dass das injizierte Material auch abfallrechtlich eingestuft werden konnte und eine schnelle Festigkeit zeigte. Der weitere Bauablauf sollte zeitlich so wenig wie möglich gestört werden und eine teure Entsorgung vermieden werden. Nach einer Aushärtezeit von zwei Tagen konnten die Aushubarbeiten weiter sicher ausgeführt werden.

Fazit

Bauen im Bestand ist vielen ein Begriff im Hochbau: Bestehende Wohn- und Bürobauten werden umfunktioniert oder energetisch, den aktuellen Vorschriften entsprechend, saniert. Im Brückenbau gewinnt dieser Begriff immer mehr an Bedeutung, da die Infrastruktur in Deutschland marode ist und Ersatzneubauten notwendig sind. Bei vielen aktuellen Bauvorhaben wird, wie am Beispiel des Projektes der Gumpenbachbrücke, ein bestehendes Bauwerk abgebrochen und an selber Stelle neugebaut, um steigenden Anforderungen gerecht zu werden.

Mehr spannende Bauprojekte von WOLFF & MÜLLER finden Sie hier!

Profilbilde Caroline Heß

Autorin: Caroline Heß

Bauleiterin bei WOLFF & MÜLLER Ingenieurbau GmbH

 

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Quelle Titelbild: Stadt Kornwestheim

#ingenieurbau #bauenmitbegeisterung #brücke #sprengung #querverschub 

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