BW 5-2 – B173 Michelau-Zettlitz

Im Zuge des vierstreifigen Ausbaus der Bundesstraße B173 zwischen der A73 (Anschlußstelle Lichtenfels) und der Landkreisgrenze KC/LIF wird bei Bau-km 0+259,442 das Bauwerk 5-2 für die Überführung der verlegten Kreisstraße LIF 13 erforderlich. Das Bauwerk wird als dreifeldriger Spannbetonhohlkasten (längs vorgespannt, quer schlaff bewehrt) ausgeführt. Das Bauwerk überquert im ersten Randfeld zwischen A10 und A20 einen Wirtschaftsweg, im Innenfeld die zweigleisige Bahnstrecke Bamberg-Hof und im zweiten Randfeld (A30-A40) die vierstreifige Bundesstraße B173. Die Unterbauten (Pfeiler und Widerlager) werden mittels Großbohrpfählen gegründet. Die Widerlager in A10 und A40 werden kastenförmig mit einer Zugänglichkeit zum Überbau, zur Untersicht des Fahrbahnübergangs und zu den Lagern in Stahlbetonbauweise ausgeführt. Der Überbau wird mit einem bodengestütztem Traggerüst, welches die Belastungen aus der Überbauherstellung mittels Triefgründung in den Baugrund abträgt, in einer erhöhten Lage hergestellt. Die erhöhte Herstelllage ist wegen einer ausreichenden Durchfahrtshöhe während des Herstellens erforderlich, deshalb wird der Überbau auf Stapeltürmen bauzeitig gelagert und deshalb können die endgültigen Lager erst nach dem Abstapeln nachträglich eingebaut werden. Der Überbau wird im Endzustand auf Kalottenlagern aufgelagert und in den Endauflagern (Achse A10 und A40) wird eine Knagge für den Windkraftabtrag vorgesehen. In der Achse A30 wird ein Längsfestpunkt ausgebildet, da hier die vertikale Auflast ausreichend groß ist.
Das Bauwerk ist in Grund- und Aufriss stark gekrümmt.
Die Trassierung der LIF 13 erfolgt für das Überführungsbauwerk im Bereich der Achse A10 bis ca. 10 m vor der Achse A30 in einem Kreis mit R=250 m, anschließend
bis ca. 15 m vor der Widerlagerachse A40 mit einer Klothoide A = 100 und bis zum Überbauende mit einer Geraden. Die Gradiente verläuft in einer Kuppe mit einer Ausrundung H = 2400 m. Der Hochpunkt liegt nahe des Pfeilers Achse 30. Die Längsneigungen betragen 6,0% in Richtung Widerlager Michelau bzw. 4,25% in
Richtung Widerlager Zettlitz.
Die Kreuzungswinkel zur B173 und zur DB betragen 49,5gon bzw. 36,6gon. Aufgrund der schleifenden Schnitte sind die Möglichkeiten der Pfeileranordnung im Grundriss sehr begrenzt. Die Pfeilerachsen sind parallel zu den unten liegenden Verkehrswegen und damit zu der Widerlagerachsen stark gedreht. An den Pfeilern Achse 20 und 30 können nur einzelne Kallottenlager zentral unter den Querträgern angeordnet werden. Die Pfeilerabmessungen sind minimal, so dass der Platz für die Lagerstapel bei der überhöhten Herstellung und später für die Pressen zum Lagerwechsel entsprechend knapp und die durch die Pressenansatzpunkte gebildete Lagerachse gedreht zur Querträger- und Pfeilerachse ist. Dadurch ergeben sich sowohl für den planmäßigen Endzustand als auch für den Bauzustand in überhöhter Lage und den Zustand eines späteren Lagerwechsels unterschiedliche Lagerachsen und Lagerbedingungen.

Herstellung in überhöhter Lage auf Traggerüst:
Der Überbau wird mit einem bodengestützten Traggerüst hergestellt. Die Belastung aus dem Frischbeton wird über die Schalungskonstruktion in die Längsträger des Tragegerüstes abgeleitet. Eine horizontale Belastung aus dem Betonieren des Überbaus wird in das Traggerüst nicht eingeleitet, da die Schalung durchgeankert wird. Die Längsträger werden lotrecht verlegt. Hierzu werden keilförmige Zentrierleisten auf den Jochkopfträgern angeordnet, da diese in einer Querneigung angeordnet sind. Die Jochkopfquerträger werden auf Rüststützen aufgelegt. Die Rüststützen tragen die Belastung nach unten ab. Die Gründung erfolgt je nach Jochachse entweder auf den bereits hergestellten Fundamenten der endgültigen Pfeiler und Widerlager oder auf Behelfsgründungen. Der Abtrag der horizontalen Belastung in Längs- und in Querrichtung erfolgt für das Traggerüst größtenteils über entsprechende horizontale Aussteifungen der Rüststützen.
Die Joche in den Widerlagerachsen A10 und A40 werden in Längsrichtung an das Widerlager gespannt.
Der Überbau wird in erhöhter Lage (1,0 m über Sollhöhe) betoniert, damit das Lichtraumprofil für die Bahnstrecke während der Überbauherstellung erhalten werden kann. Zuerst wird der erste Überbauabschnitt von A40 bis 12,0 m über den Pfeiler in A30 hinaus hergestellt. Nachdem der Überbau vorgespannt worden ist, wird er ausgeschalt. Im Anschluß wird der zweite Bauabschnitt von der Achse A10 bis zur Koppelfuge betoniert, wobei die Fahrbahnplatte in zwei Abschnitten auf den erhärteten Trog hergestellt wird. Nach Abschluß der gesamten Vorspannarbeiten (intern und extern) wird das Traggerüst abgelassen bzw. ausgebaut und anschließend wird der Überbau mittels hydraulischer Pressen auf die endgültige Sollhöhe abgestapelt.

Aufgrund der beengten Lage und der flachen Kreuzungswinkel zu den unten liegenden Verkehrswegen musste die Traggerüstkonstruktion stark angepasst werden. Die einzelnen Joche unterschieden sich in Konstruktionsweise (Gerüstturm, Pendeljoche, Anzahl der Stiele, Höhe der Jochträger) und Gründung (mit eigenen Fundamenten, teiweise auf endgültigen Fundamenten, gemischt, tief und flach) stark voneinander.
Die Achsrichtungen variierten teilweise auf kurzer Länge stark, so dass sich sehr ungünstige Stützungsbedingungen für die Längsträger ergaben. Die Ermittlung und Einstellung der Überhöhung für das Bauwerk war komplex und erforderte eine umfangreiche rechnische Berücksichtigung der Interaktion zwischen Traggerüst und Bauwerk.