Preisträger 2023 in der Kategorie „Straßen- und Eisenbahnbrücken“
Stadtbahnbrücke Stuttgart
Begründung der Jury
Die feingliedrige Netzwerkbogen-Konstruktion der Stadtbahnbrücke setzt durch den erstmaligen Einsatz neuartiger Carbonhänger bei Stabbogenbrücken in Deutschland völlig neue Maßstäbe und erhält dafür den Deutschen Brückenbaupreis 2023.
Der für die Bauweise maßgebliche Entwicklungsschub ging mit akribischer Planung und begleitender Forschung einher. Diese Innovationskraft ermöglichte es, Carbonfaserbauteile für den Einsatz in stark auf Zug beanspruchten Hängern von Brücken bis zur Einsatzreife zu entwickeln und gleichzeitig neue Lösungen für verstellbare Endbefestigungen zur Einstellung der erforderlichen Vorspannkraft zu finden.
Die netzwerkartig angeordneten Carbonhänger sind als Endlosschleife von Carbonfasern leicht, extrem ermüdungsarm und langlebig. Mit den weicheren Zuggliedern – bei gleichzeitig höherer Festigkeit – kann der Netzwerkbogen als statisches System gleichmäßiger ausgelastet und dadurch extrem schlank gestaltet werden. Zudem ist es möglich, die Hänger mit wenig Aufwand im Betrieb auszutauschen.
Das Bauwerk ist damit ein wertvoller Beitrag zum ressourcenschonenden, nachhaltigen Bauen. Es verkörpert eine richtungsweisende Innovation, deren konstruktive Leichtigkeit und herausragende Gestaltung die Jury bis ins Detail überzeugte.
Bauwerksbeschreibung
Um das südliche Stadtgebiet Stuttgarts sowie das Messegelände und den neuen Fernbahnhof am Flughafen Stuttgart besser zu erschließen, wird die Stadtbahnlinie U6 verlängert. Mit der vorgegebenen Trassierung über die Autobahn A8 und einer Spannweite von ca. 80 Metern musste eine Brücke mit obenliegendem Tragwerk verwirklicht werden.
Sie wurde als integrale Netzwerkbogenbrücke mit Hängern aus Carbon konzipiert, deren Hauptfeld die gesamten unterführten Verkehrsflächen stützenfrei überspannt. Zusammen mit den offen gestalteten Seitenfeldern ergeben sich freie Sichtbeziehungen – trotz der auf hohen Erddämmen angeordneten neuen Trasse.
Eine besondere Innovation stellen die geneigten, sich kreuzenden Hängerseile aus Carbon-Zugelementen dar, die ein ästhetisches und gleichzeitig effizientes Tragwerk ermöglichen. Nur mit dem Einsatz von Carbonhängern war die gewählte Kombination aus geringem Bogenstich mit flachen Bogenquerschnitten bei der vorgegebenen Trassierung sowohl der überführten U-Bahn als auch der unterführten Autobahn möglich. Eine schlanke Betonfahrbahnplatte als Überbau bietet ausreichend Eigengewicht für ein optimales Hänger-Layout des Netzwerkbogens als Herzstück des Tragwerks.
Die Entwurfsplanung – mit Hängern aus Spiralseilen und dem Einsatz von Carbon in vorgespannten Tragwerken – ermöglichte den ersten Einsatz von Carbonhängern bei Netzwerkbogenbrücken in Deutschland.
Der Netzwerkbogen im Bereich des Hauptfelds wird über zwei auskragende Sprengwerke abgefangen. Am Kämpfer ergibt sich ein biegesteifer Kraftschluss zwischen Bogen und V-Stützen sowie dem Überbau vor und nach dem Kämpfer.
Die geneigten und überkreuzten Hänger des Netzwerkbogens wirken beim lokalen Lastabtrag der Radlasten in unmittelbarer Nähe des Hängers mit, beteiligen sich jedoch auch am Lastabtrag aus unsymmetrischen Lasten, wobei aus Bogen, Deck und Hängern eine Art Fachwerk entsteht. Die Hänger übernehmen hier die Funktion als Schubfeld zwischen Bogen und Deck.
Dank eines ausgeklügelten, an die Untergründe und Nutzungsbesonderheiten angepassten Lagerungsschemas gelingt es, den Bewegungsruhepunkt in Brückenmitte einzustellen. Verformungen an den Widerlagern bleiben so weit begrenzt, dass auf Schienenauszüge verzichtet werden konnte. Die Erddämme zur Weiterführung der Trasse wurden als selbsttragende, kunststoffbewehrte Erdbauwerke ausgeführt.
Der Netzwerkbogen mit Zugelementen aus Carbonfaser kann CO2-Emissionen im Bau vielfältiger Brückenprojekte signifikant senken und bietet so das Potenzial, sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich einen Beitrag zur Ressourcenschonung im Bereich der stark beanspruchten Infrastruktur zu leisten.
Bauwerksdaten
BAUWERKSART
integral gelagerte Netzwerk-BogenbrückeART DER MASSNAHME
NeubauBAUJAHR
2021KOSTEN GESAMT
16 Mio. Euro inkl. DammbauwerkenGESAMTLÄNGE
127 mANZAHL DER FELDER:
3 FelderGRÖSSTE STÜTZWEITE
107 mBREITE
8,5 m – 11,7 mGRÖSSTE HÖHE / STÜTZENHÖHE
8,5 m
Ausgezeichnet 2023 in der Kategorie „Straßen- und Eisenbahnbrücken“
Fuldatalbrücke, Bergshausen
Fuldatalbrücke Bergshausen
Begründung der Jury
Südlich von Kassel kreuzt eine Brücke aus den 60er und 70er Jahren die Autobahn A44. Sie muss nun mängelbedingt durch ein neues Bauwerk ersetzt werden.
Die zeitgewinnende Lösung: mit viel Sachverstand und Sensibilität für das komplexe Tragverhalten wurde eine ertüchtigende Unterspannung des Tragwerks konzipiert, um diesem Solitär der Hochmoderne den Weiterbetrieb bis ins Jahr 2028 zu ermöglichen. Mit der Unterspannung im nördlichen Überbau konnte die Beanspruchung bedeutend gesenkt und der Weiterbetrieb der Fuldatalbrücke bis 2028 wirtschaftlich sichergestellt werden.
Mit dieser dezenten und eleganten Lösung ist es den beteiligten Ingenieuren gelungen, Ertüchtigungen von stählernen Großbrücken eine eigene Konstruktionssprache zu geben.
Bauwerkbeschreibung
Die Bergshausener Talbrücke wurde in den Jahren 1958–62 (Überbau Nord) und 1969–71 (Überbau Süd) errichtet. Komplexe Untersuchungen ergaben an beiden Teilbauwerken statische und konstruktive Defizite. Die Verstärkung des Haupttragwerkes, insbesondere am nördlichen Teil, war unumgänglich. So sollte Zeit für den Neubau einer Ersatzbrücke gewonnen werden.
Durchlaufend über sieben Felder schwingen sich zwei getrennte filigrane Überbauten aus Stahl über die Fulda und setzen sich auf konventionell gestaltete Stahlbeton-Hohlkastenpfeiler ab. Beide Überbauten besitzen Stahlstreben-Fachwerke mit einer oben liegenden orthotropen Fahr-bahn.
Mit einer umfassenden Bauaufnahme – bestehend aus geometrischem 3D-Laserscan-Aufmaß, Materialuntersuchungen und statischen bzw. dynamischen Messprogrammen – gelingt es, die Tragfähigkeit sehr genau zu berechnen und nahezu real einschätzen zu können.
Die neue Unterspannung des Überbaus Nord mit polygonal verlaufen-den Seilen fängt neben Teilen der Verkehrslast anteilig Eigengewichts-lasten ab. Die Vorspannung erfolgte in allen Feldern beidseitig von den Hochpunkten aus, wozu der Einbau von Stahlkonstruktionen erforderlich wurde, die Spannanker aufnehmen und die Vertikalkräfte in den Über-bau einleiten. In den Widerlagerachsen wird die gesamte Seilkraft in den Überbau geleitet.
Der südliche Überbau benötigte wesentlich geringere Ertüchtigungsmaßnahmen wie Blechvorlagen, Nietaustausch und Nachschweißen.
Die Jury würdigt, dass es den Ingenieuren gelungen ist, durch sehr detaillierte rechnerische Betrachtung einen eleganten und nachhaltigen Weg zu finden, das Bauwerk bis zum geplanten Ersatzneubau unter Verkehr halten zu können.
Bauwerksdaten
BAUWERKSART
Stahlbrücke in 2 Teilbauwerken mit je 2 Fachwerkhauptträgern und orthotr. FahrbahnplatteART DER MASSNAHME
Bauwerksuntersuchungen mit Probebelastung, Brückennachrechnung und ErtüchtigungBAUJAHRE BESTANDSBAUWERK
1962 (TBW 1 nördlicher Überbau)
1971 (TBW 2 südlicher Überbau)BAUZEIT ERTÜCHTIGUNG
2018 bis 2019GESAMTLÄNGE
699 mANZAHL DER FELDER
7 FelderGRÖSSTE STÜTZWEITE
143,20 mBREITE
12,25 m (TBW 1), 13,40 m (TBW 2)STÜTZENHÖHE
maximal 55 m über Grund
Ausgezeichnet 2023 in der Kategorie „Straßen- und Eisenbahnbrücken“
Pilotbrücke Stokkumer Straße bei Emmerich
Preisträger des Sonderpreises „Nachhaltiges Bauen“
Begründung der Jury
Die Brücke bei Emmerich, mit der ein Wirtschaftsweg über die A3 geführt wird, ist richtungsweisend in Bezug auf Nachhaltigkeit und Baugeschwindigkeit.
Der Stahlverbundüberbau wurde auf einem nahen Parkplatz abseits der Autobahn hergestellt, dann an einem einzigen Wochenende in die gesperrte A3 eingefahren und auf den Widerlagern abgesetzt. Diese Widerlager entstanden innerhalb weniger Tage ressourcenschonend unter Einsatz von geokunststoff-bewehrter Erde.
Zuvor waren Berechnungen notwendig, die über die vorhandenen Regelwerke hinausgehen und umfassende Nachweise erfordern. Als Baumaterial wurde lokal anstehender Erdstoff verwendet, der durch lagenweise angeordnete Geotextilien versteift und entsprechend tragfähig wurde. Die Widerlager können recycelt und der Erdstoff wiederverwendet werden.
Damit ist dieses Pilotprojekt ein höchst beachtenswerter Schritt auf dem Weg zum klimaneutralen Bauen.
Bauwerkbeschreibung
Ausgangspunkt für die Pilotprojekt-Brücke Stokkumer Straße war der Austausch einer Brücke über eine Autobahn mit nur minimalen Auswirkungen auf den Verkehr. Anstelle einer Standardlösung ist ein außergewöhnlicher Ersatzneubau entstanden: Die große Besonderheit bilden die Widerlager aus geokunststoffbewehrter Erde, die innerhalb weniger Tage hergestellt werden konnten.
Der neue Brückenüberbau lagert auf Auflagerbalken aus Stahlbeton. Sie werden oberhalb des kunststoff-bewehrten Erdkörpers (KBE) angeordnet und ermöglichen die Unterbringung von Lagersockeln, Pressenansatzpunkten sowie den Einbau der Übergangskonstruktion in Kammerwand und Überbau. Die geotextil-bewehrten Erdwiderlager wurden mit Stahlbetonfertigteilen verkleidet. Sie wurden auf Konsolen, die an das Bestandsfundament angeschlossen werden, U-förmig um das Erdwiderlager aufgestellt und an der Oberseite durch einen Ortbetonbalken ausgesteift. Es folgte eine Verfüllung des Spaltes zwischen Fertigteil und bewehrter Erde mit Blähton. Um Setzungen so gering wie möglich zu halten, wurde die KBE auf dem bestehenden Fundament der alten Widerlager lagenweise aufgebaut. Die Höhe der Lagen variierte zwischen 15 und 30 cm und wurden sorgfältig verdichtet.
Anstelle von Widerlagerflügeln kamen im Böschungsbereich Winkelstützwände zum Einsatz. Der Bereich der Flügelwände erhielt aus ästhetischen Gründen eine Verkleidung aus Gabionen.
Da es sich um eine noch nicht geregelte Bauweise handelt, wurden in enger Abstimmung mit dem BMDV die entsprechenden Anforderungen und Nachweise zum Trag- und Verformungsverhalten der bewehrten Erde ausgearbeitet. Um alle zeitlichen Abläufe, technischen Schnittstellen und geometrischen Vorgaben im Vorfeld genau planen zu können, wurde dieses Projekt auch mit Hilfe der BIM-Methode modelliert.
Damit demonstriert dieses Pilotprojekt, wie einfache, überzeugende und robuste Brückenkonstruktionen schnell und nachhaltig realisiert werden können.
Bauwerksdaten
BAUWERKSART
Stahlverbundkonstruktion mit Widerlagern aus geokunststoff-bewehrter ErdeART DER MASSNAHME
ErsatzneubauJAHR DER ABNAHME
2018KOSTEN GESAMT
3,5 Mio. EuroGESAMTLÄNGE
36,8 mANZAHL DER FELDER
1 FeldGRÖSSTE STÜTZWEITE
36,8 mBREITE
6,5 mGRÖSSTE HÖHE / STÜTZENHÖHE
4,92 m
Preisträger 2023 in der Kategorie „Fuß- und Radwegbrücken“
Brücke „Miniatur-Wunderland“, Hamburg
Begründung der Jury
Die Erweiterung der Modelleisenbahnanlage „Miniatur-Wunderland“ im Hamburger Weltkulturerbe Speicherstadt erforderte die Verbindung zweier denkmalgeschützter Speichergebäude über den Kehrwiederfleet hinweg. Eine filigrane Fußgängerbrücke stellt nun die Verbindung der beiden Ausstellungsflächen her.
Die Jury würdigt mit der Verleihung des Brückenbaupreises 2023 die beeindruckende Reduzierung der Konstruktion auf das absolut Wesentliche sowie den innovativen Kunstgriff, das Tragwerk hinter der denkmalgeschützten Fassade zu verankern und im Inneren des Gebäudes zu gründen. Erst diese Lagerung ermöglicht die optische Schwerelosigkeit und reduzierte Eleganz der Konstruktion sowie den minimalen Eingriff in den geschützten Bestand. Zugleich wurde die Möglichkeit der vollständigen Rückbaubarkeit mitbedacht.
Innovative und kreative Ingenieurbaukunst stellt sich hier in den Dienst des Denkmalschutzes und berücksichtigt dabei die besonderen Anforderungen, die mit der fehlenden Tragfähigkeit der Kaimauer und der Bedeutung des Ortes als Touristenmagnet einhergehen.
Die transparente Stahl- und Glaskonstruktion passt sich harmonisch in das Brückenensemble des Fleets ein und setzt dennoch einen klaren skulpturalen Akzent mit feinster Ausarbeitung der Details.
Bauwerkbeschreibung
Die Modelleisenbahnausstellung „Miniatur-Wunderland“ ist im Block D der Speicherstadt angesiedelt.
Für eine notwendige Erweiterung wurden Möglichkeiten im gegenüberliegenden Block L33 gefunden. Dieser ist durch den ca. 25 Meter breiten Kehrwieder-Fleet vom Block D getrennt.
Eine feingliedrige Fachwerkbrücke – ein integrales, lagerloses Tragwerk – verbindet heute die Ausstellungsflächen im jeweils dritten Boden der Speicher der Blöcke D und L. Die sichtbare Neigung zwischen den Gebäuden gleicht einen geringen Höhenunterschied zwischen den zu verbindenden Geschossen aus. Je nach Gezeiten beträgt die Höhe der Brücke über dem Kehrwieder-Fleet 12 bis 18 Meter.
Eine Auflagerung der Brücke auf den bestehenden Speicherfassaden – und damit die Lagerung als Einfeldträger – war aufgrund von Schäden an den Kaimauern nicht möglich. Die innovative Ingenieursleistung besteht in der Lagerung hinter der Fassade, wo lange Stützen zusammen mit dem Fachwerkträger ein Rahmentragwerk bilden.
Der Lastabtrag erfolgt über eigenständige Hohlprofil-Stützenstränge und Gründungselemente, welche die Last weiter im Bauwerksinneren gründen. Die Biegeweichheit der langen Stützenstränge ermöglicht eine nahezu zwängungsfreie Ausdehnung bei Temperaturveränderungen.
Das Haupttragwerk besteht aus einem Fachwerk mit vertikalen Stän-dern und Zugdiagonalen. Die Lasten aus der Brücke wurden ins Innere der Speicher zurückgezogen und dort gegründet. Dazu wurde auf eine Abfangung der Brückenlasten durch rautenförmige Stahlfachwerke in den Speicherkellern zurückgegriffen. Diese Gründungsfachwerke benötigen aufgrund der Überflutungsgefahr der Keller einen dauerhaften Korrosionsschutz.
Als integrales lagerloses Tragwerk ist die Brücke wartungsarm und vollständig rückbaubar. Insbesondere zur bestmöglichen Minimierung der Abmessungen der sichtbaren Tragwerksteile, des Montagegewichtes auf nur 40 Tonnen sowie des Inspektions- und Wartungsaufwandes wurde sie als integrale Brücke ausgeführt. Dazu ist der Überbau mit den vertikalen Stützensträngen an Obergurt und Untergurt rahmen- artig verschweißt.
Die Brücke ist allseitig von einer wärmedämmenden Hülle umschlossen. Die vollflächige Festverglasung der seitlichen Fassaden nimmt die Glasteilung der Fachwerkständer auf, um den ruhigen, transparenten Gesamteindruck zu unterstreichen. Dabei weist die entspiegelte Verglasung eine höchstmögliche Transparenz auf. Durch die filigrane Stahlkonstruktion der Brücke entsteht der Eindruck von Leichtigkeit – die großen Verglasungen tragen dazu bei und werden durch vertikale und horizontale Flachpressleisten gehalten.
Die Übergabe des filigranen Bauwerkes erfolgte im April 2021 und ermöglichte eine beträchtliche Erweiterung des beliebten „Miniatur Wunderlands“.
Bauwerksdaten
BAUWERKSART
Integrale Fachwerkbrücke (Stahlbaubrücke)ART DER MASSNAHME
NeubauBAUJAHR
2020KOSTEN GESAMT
ca. 1,5 Mio EuroGESAMTLÄNGE
ca. 27 mANZAHL DER FELDER
1 FeldGRÖSSTE STÜTZWEITE
ca. 25 mBREITE
ca. 2,70 mSTÜTZENHÖHE
ca. 17 m
Ausgezeichnet 2023 in der Kategorie „Fuß- und Radwegbrücken“
Carl-Alexander-Brücke bei Dornburg
Begründung der Jury
Die denkmalgerechte Sanierung der 1892 eingeweihten Carl-Alexander-Brücke über die Saale wird ausgezeichnet, weil durch die engagierte Arbeit aller Beteiligten ein Wahrzeichen des konstruktiven Stahlbaus aus der Hochzeit der Industrialisierung vor dem Abriss bewahrt und einer sinnvollen Nachnutzung gewidmet werden konnte.
Den Konstrukteuren und Tragwerkplanern gelang es mit zeitgemäßer Technik und Neuberechnung, an die hohe historische Handwerksqualität anzuknüpfen und die nachhaltige Nutzung als Fuß- und Radwegbrücke zu ermöglichen – ein bleibender Zeitzeuge mit neu gefundenem Potenzial, der als Aussichtspunkt große Anziehungskraft entwickelt. Die Auszeichnung würdigt auch das große Engagement des Brückenvereins, der das Kulturdenkmal nicht aufgegeben hat.
Bauwerkbeschreibung
Mit der Carl-Alexander-Brücke wurde ein beispielhaftes Industrie-Denkmal des späten 19. Jahrhunderts erhalten.
Die ursprüngliche Brücke, eine auf drei steinernen Pfeilern ruhende Stahlkonstruktion, entstand 1892 im Auftrag von Großherzog Carl Alexander von Sachsen-Weimar-Eisenach. Nach einer Sanierung in der Nachkriegszeit wurde sie als Fuß- und Radwegbrücke genutzt.
Ein neues Aufmaß und Nachberechnungen auf Initiative des örtlichen Brückenvereins bilden die Grundlage der bestandserhaltenden Ertüchtigung. Das Stahlbogenfachwerk überspannt mit drei gleichen Fachwerk-bögen die Saale und lässt Raum für eventuelle Hochwasser. Quer-rahmen stabilisieren die Fachwerkbögen, zeitgemäße Elastomerlager ersetzen die klassischen Rollenauflager und geben der Brücke die notwendige Dehnfreiheit.
Zur Erhaltung des Tragsystems durfte der vorhandene Tragrost unter der Fahrbahn nicht verändert werden. Der inliegende Wind- und Schlingerverband wurde durch eine orthotrope Fahrbahnplatte aus Stahl ersetzt.
Im Jahr 2020 als Fuß- und Radwegbrücke freigegeben, ist die Brücke nun auf dem Saale-Radweg ein attraktiver touristischer Anziehungs-punkt und erschließt den Zugang zu einer kleinen Insel mit Bootsanleger.
Bauwerkdaten
BAUWERKSART
Stahlfachwerkbogenbrücke, bestehend aus drei baugleichen EinfeldtragwerkenART DER MASSNAHME
Denkmalgerechte InstandsetzungBAUJAHRE
1892 / 2018KOSTEN GESAMT
5,6 Mio. EuroGESAMTLÄNGE
126,6 mANZAHL DER FELDER
3 FelderGRÖSSTE STÜTZWEITE
41,6 mBREITE
6,9 mSTÜTZENHÖHE
6,3 m
Ausgezeichnet 2023 in der Kategorie „Fuß- und Radwegbrücken“
Mühlenstag, Besigheim
Begründung der Jury
Der Mühlensteg in Besigheim ist eine brillant geplante Weiterentwicklung einseitig aufgehängter, gekrümmter Fußgängerbrücken.
Der Bau überzeugt mit seiner skulpturalen Eleganz und fügt der idyllischen Landschaft einen attraktiven Aussichtspunkt hinzu, ohne die schönen Sichtbeziehungen zur Altstadt zu beeinträchtigen. Der dynamische Bogen bietet den Nutzern wechselnde Perspektiven und setzt den Höhenunterschied zur Altstadt schwungvoll in Szene. Das ganzheitliche Lichtkonzept inszeniert nachts stimmungsvoll das Ensemble.
Die Jury würdigt mit der Auszeichnung die technische Präzision – gepaart mit Mut zum komplexen Tragverhalten und einem höchst kreativen, einfühlsamen Umgang mit Stadt und Natur.
Bauwerkbeschreibung
Der Bau des Mühlenstegs im Jahr 2020 hatte zum Ziel, Radfahrer schon vor den Toren der malerischen Altstadt auf einer vom Kfz-Verkehr getrennten Wegeverbindung zur Westseite der Enz zu leiten. Der Steg verbindet die Auenlandschaft mit dem ufer- nahen Park und der namensgebenden Mühle.
Die Konstruktion ist als einhüftige, selbstverankerte Hängebrücke konzipiert, deren geneigter Pylon nach hinten in die Enzaue über zwei vollverschlossene Spiralseile in massive Fundamente aus Stahlbeton-quadern abgespannt wird. Er weist zur Weststadt, während die harfen-förmig angeordneten Hängerseile in Richtung Altstadt zeigen.
Das konstruktive Konzept der Brücke spiegelt dabei die Wegeführung: Anschließend an eine etwa 50 m lange Stahlbetonrampe mit Widerlager folgt die 68 m lange seilverspannte Fußgängerbrücke. Der asymmet-rische, mit 80 cm Bauhöhe am äußeren und 20 cm am inneren Rand äußerst schlanke Stahlhohlkasten ist dabei an der Außenseite über geneigte Hängerseile an einem Tragseil aufgehängt.
Tragwerk und Ausstattung der Brücke sind äußerst sorgfältig und mit Blick für das Detail konstruiert. Mit großer Könnerschaft konzipiert Andreas Keil Tragwerke, die statisch verblüffen und gleichzeitig sensibel auf die Umgebung eingehen.
Bauwerksdaten
BAUWERKSART
Einseitig aufgehängte, selbstverankerte, gekrümmte Fußgänger-Hängebrücke mit geneigten HängerseilenART DER MASSNAHME
NeubauBAUJAHR
2020KOSTEN GESAMT
4 Mio. EuroGESAMTLÄNGE
117 mANZAHL DER FELDER
1 FeldGRÖSSTE STÜTZWEITE
68 mBREITE
3 mSTÜTZENHÖHE
4,1 m
Das Video zur Preisverleihung
© BIngK / Hello Studio W
Die Gewinnerbrücken 2018 und 2020
