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Diplomarbeit
„Straßenbäume und technische Infrastruktur“
Fakultätsname BIW, Institutsname Stadtbauwesen und Straßenbau, Fachbereich Stadtbauwesen und Stadttechnik
Dresden, 07.12.2011
Bearbeiter: cand.Ing. Robert Hentschel
TU Dresden, 07.12.2011 Straßenbäume und technische Infrastruktur Folie 2 von 34
Gliederung
• 1. Der innerstädtische Straßenquerschnitt • 1.1 Allgemeine Vorbetrachtungen • 1.2 Querschnittsbestandteile
Anforderungen, Funktionen und Merkmale • 2. Wechselwirkungen
• 2.1 Bestehende Wechselwirkungen • 2.2 Schäden durch Wechselwirkungen • 2.3 Anforderungen der Querschnittsbestandteile
• 3. Kategorisierung • 3.1 Kategorisierung – Ziele • 3.2 Erläuterung zur Bewertung • 3.3 Ableitung einer Kategorisierung aus den vorhandenen Restriktionen
Baum – Bebauung Baum – Fahrbahn Baum – uVA Baum – Baum
• 3.4 Zusammenfassung • 3.5 Gesonderte Schutzmaßnahmen und alternative Lösungsvarianten
• 4. Beispielbetrachtung Toepler Straße • 4.1 Bewertungsbogen • 4.2 Variantenvergleich • 4.3 Kostenvergleich • 4.4 Vorzugslösung
• 5. Fazit
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Straßenbäume und technische Infrastruktur
• Schwerpunkte der Diplomarbeit • Bewertung bestehender Nutzungskonflikte in Abhängigkeit vom
Straßenquerschnitt und einer typischen Leitungsbelegung • Entwickeln einer Empfehlung zur räumlichen Einordnung nach
Straßenquerschnittskategorien unter Beachtung von Sicherheitsaspekten, Restriktionen und Verlegeverfahren
• I. Teil Analyse von Anforderungen und Wechselbeziehungen im
Straßenquerschnitt unter Beachtung des Merkblattes DWA-M 162 (Entwurf)
• II. Teil Ableitung von Mindestanforderungen an den Straßenquerschnitt
unter Beachtung der RASt 06 • III. Teil
Ausweisen geeigneter Schutz- und Rehabilitationstechniken für Neubau und Sanierung
Aufzeigen von Restriktionen an ausgewählten Beispielen mit einer entsprechenden Bewertung und ausweisen einer Vorzugslösung
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1. Der innerstädtische Straßenquerschnitt
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1.1 Allgemeine Vorbetrachtungen
• Der innerstädtische Straßenquerschnitt muss einer Vielzahl unterschiedlicher Anforderungen genügen
• Verbindungs-, Versorgungs- und Aufenthaltsfunktion, als auch gestalterischen Aspekten entsprechen
• Die „idealen“ Querschnittsentwürfe nach RASt 06 sind häufig nicht auf die örtlichen Gegebenheiten umsetzbar und genügen nicht einer konfliktfreien Aufteilung
• In historisch gewachsenen Städten lassen sich entsprechende Entwürfe nur mittels komplexer baulicher Maßnahmen umsetzen
• Individuelle Entwürfe sind dementsprechend notwendig
• Querschnitt lässt sich in vier wesentliche Konfliktzonen einteilen:
• Baum – Bebauung
• Baum – uVA
• Baum – Fahrbahn
• Baum - Baum
• Betrachtung des Nebenstraßennetzes auf Grund des besonders hohen Konfliktpotentials uns einer stärkeren Vergleichbarkeit der Querschnitte
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1.2 Querschnittsbestandteile
Funktionen und Merkmale:
• Verbindungsfunktion • Aufenthaltsqualität
Anforderungen:
• Zentrale Funktion = sicheren und wirtschaftlichen Ablauf ermöglichen
• Je nach Nutzungsart ergeben sich unterschiedliche Sicherheitsabstände und Querschnittsbreiten
KFZ-Verkehr Radverkehr Fußgängerverkehr
• Verkehrsfläche
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1.2 Querschnittsbestandteile
Funktionen und Merkmale:
• Verbesserung des Stadtklimas • Reduzierung der Sonneneinstrahlung • Raumstrukturierung
Anforderungen:
• Möglichst ungestörter ober- und unterirdischer Lebensraum • Artentsprechende Standortbedingungen für den Wurzel-, als auch den Kronenbereich
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• Straßenbaum
1.2 Querschnittsbestandteile
Funktionen:
• Versorgung der Bevölkerung mit Trinkwasser, Gas, Elektrizität, Telekommunikation und Fernwärme
• Entsorgung von Abwasser
Anforderungen:
• Ungestörte Leitungszonen • Ausreichende Abstände der Leitungen
untereinander, um Wechselwirkungen zu vermeiden
• Ausreichende Platzverhältnisse für Arbeiten an den Leitungen über die gesamte Nutzungsdauer
• Unterirdische Ver- und Entsorgungsanlagen
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1.2 Querschnittsbestandteile
Funktionen:
• Ein Grundbedürfnis des Menschen • Bietet Schutz vor Witterung, Sicherheit
und dient der eigenen Verwirklichung und Repräsentation
Anforderungen:
• Ausreichend Platz um:
eine Verschattung zu vermeiden Arbeiten an der Fassade zu ermöglichen Beschädigungen durch Äste zu
verhindern
• Bebauung
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2. Wechselwirkungen 2.1 Bestehende Wechselwirkungen
• Baum – unterirdische Versorgungsanlagen
• Einwurzelungen in Rohrverbindungen, Umwurzelungen
• Lastabtragungen von Windkräften in die Leitungszone
• Baum – Bebauung
• Verschattung bei zu geringen Abständen
• Mechanische Einwirkungen zwischen Ästen und Fassade
• Baum – Verkehrsfläche
• Einwachsen ins Lichtraumprofil
• Beschädigungen des Belages
• Baum – Baum
• Mechanische Einwirkungen zwischen den Bäumen
• Sichtbehinderungen von verkehrlichen Einrichtungen
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2.2 Schäden durch Wechselwirkungen
Wurzeleinwuchs in Leitungszone Lastabtragung der Windkräfte
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(Quelle: Balder, 1998) (Quelle: Matteck, 2001)
2.2 Schäden durch Wechselwirkungen
Verschattung der angrenzenden Bebauung
Verschattung der angrenzenden Bebauung
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2.2 Schäden durch Wechselwirkungen
Schaden am Straßenoberbau Einwachsen ins Lichtraumprofil
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2.2 Schäden durch Wechselwirkungen
Mechanische Einwirkungen zwischen den Ästen
Einwachsung in Hochleitung und Behinderung der Straßenbeleuchtung
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2.3 Anforderungen der Querschnittsbestandteile
Resultierende Restriktionen aus den bestehenden Wechselwirkungen
• Baum – uVA
< 1m keine Leitungsverlegung vorzusehen
≥ 1m < 2,5m Leitungsverlegung nur mit Schutzmaßnahmen
≥ 2,5m keine Einschränkungen
• Baum – Fahrbahn im innerstädtischen Bereich Vmax ≤ 50 km/h
≤ 0,75 m > seitlicher Sicherheitsraum
Lichtraumprofil muss frei von Bepflanzung gehalten werden
• Baum – Bebauung
Im Allgemeinen findet keine Beachtung statt
• Baum – Baum
Regelungen werden durch die zuständigen Ämter individuell vorgenommen
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3. Kategorisierung
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3.1 Kategorisierung - Ziele
• Optimierung des Planungsprozesses
• Verringerung von Konflikten durch Wechselbeziehungen
• Steigerung der Wirtschaftlichkeit
• Verbesserung einer gegenseitigen Akzeptanz durch eine Sensibilisierung gegenseitiger Belange
• Langfristige Betrachtung des gesamten Straßenquerschnitts
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3.2 Erläuterung zur Bewertung und Definition der Baumtypen
• 1 - ohne Einschränkungen anwendbar
• 2 – anwendbar
• 3 - mit Einschränkungen anwendbar
• 4 - generell nicht anwendbar
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Tabelle: Baumtypeneinteilung
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3.3 Kategorisierung Baum - uVA
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• Wurzelausbildung abhängig von: • Baumart • Alter • Wurzeltyp (unter der Voraussetzung
geeigneter Pflanzgruben)
• Mindestanforderungen für Leitungszonenbreite nach DIN 1998:
• 0,7m je Medium, um negative Beeinflussungen zu vermeiden
• Übliche Belegung: TW, Gas, Elt., Telekom. • In der Praxis auf Grund beengter Verhältnisse
oft nicht umsetzbar (Sonderlösungen können notwendig werden)
Gehwegbreite eff.* - entspricht der Breite zwischen Stammachse und Rand des öffentlichen Bereiches
3.3 Kategorisierung Baum - uVA
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3.4 Zusammenfassung
• Für einen konfliktfreien Querschnitt über die gesamte Nutzungsdauer sind die Kategorien 1 und 2 notwendig
• Mit Hilfe komplexer Umgestaltungen lässt sich häufig die bestmögliche Querschnittsaufteilung erzielen
• Voraussetzung: Handlungsbedarf mehrere Nutzer besteht etwa zeitgleich (Ende Nutzungsdauern)
• Bei selektiven Eingriffen sollte im entsprechenden Bereich eine Optimierung das Ziel sein, mit Rücksicht auf eine nachhaltige, langfristige Wirkung
• Sind die räumlichen Gegebenheiten im Straßenquerschnitt nicht ausreichend (Kategorie 3 und 4), sind alternative Lösungsmöglichkeiten anzustreben
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3.5 Gesonderte Schutzmaßnahmen und alternative Lösungsvarianten
• In Bestandssituationen genügt der vorhandene Raum teilweise nicht den erforderlichen Platzanforderungen Alternativen erforderlich
I. Wurzelführungssysteme
II. Wurzelschutzsysteme
III. Bodensubstrate und Wurzellockstoffe
IV. Neugliederung des Straßenquerschnitts
V. Alternative Baumartenauswahl
VI. Alternative Begrünungsformen
VII. Veränderte Trassenwahl für uVA
VIII. Zentrale Leitungsverlegung
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4. Beispielbetrachtung Toepler Straße
NKBA 3x70/35 1kV
NA2XS2Y 3x1x240 20 kV
TW DN150 St
Gas DN150 St
Telekom
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4.1 Bewertungsbogen Toepler Straße
• Kategorie A2 (Baum – Bebauung)
• Kategorie B (Baum – Fahrbahn)
• Kategorie C (Baum – uVA)
• Kategorie D (Baum – Baum)
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4.1 Bewertungsbogen Toepler Straße
• Kategorie A2 (Baum – Bebauung)
• Kategorie B4 (Baum – Fahrbahn)
• Kategorie C (Baum – uVA)
• Kategorie D (Baum – Baum)
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4.1 Bewertungsbogen Toepler Straße
• Kategorie A2 (Baum – Bebauung)
• Kategorie B4 (Baum – Fahrbahn)
• Kategorie C4 (Baum – uVA)
• Kategorie D (Baum – Baum)
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4.1 Bewertungsbogen Toepler Straße
• Kategorie A2 (Baum – Bebauung)
• Kategorie B4 (Baum – Fahrbahn)
• Kategorie C4 (Baum – uVA)
• Kategorie D3 (Baum – Baum)
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4.2 Variantenvergleich
Variante I – Trassenverlegung in Fahrbahn
• Vorteile: • Unterbindung von Wechselwirkungen zwischen Baumwurzeln und uVA • Gleichzeitige Anpassung und Erneuerung der vorhandenen Leitungen • ausreichend Raum um Mindestabstände (auch zwischen den Leitungen)
einzuhalten
• Nachteile: • hohe Kosten bei Arbeiten an der Fahrbahn • mögliche verkehrliche Einschränkungen • eventuell verfallende Restbuchwerte der Leitungen
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4.2 Variantenvergleich
Variante II – Trassenverlegung im Gehweg Variante II.1 – Erneuerung aller Rohrleitungen Variante II.2 – Erneuerung TW-Leitung (Berstliningverfahren)
• Vorteile: • relativ geringe investive Kosten • keinerlei verkehrliche Beeinflussungen im Baufall • keine verfallenden Restbuchwerte (Var. II.2)
• Nachteile: • Wechselwirkungen und eingeschränkte Platzverhältnisse bleiben bestehen • teure Bauverfahren notwendig (Var. II.2) • Schutzsysteme sind unter Umständen nicht ausreichend
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4.2 Variantenvergleich
Variante III – Trassenverlegung im Grünstreifen
• Vorteile: • keine Wurzelschutzmaßnahmen notwendig • ausreichender Platz zur Vermeidung von Wechselwirkungen der Medien
• Nachteile: • rechtliche Absicherung mittels Dienstbarkeiten oder Nutzungsverträgen
notwendig • ohne Grundbucheintragungen keine rechtliche Absicherung zur
dauerhaften Nutzung für die Versorger
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4.3 Kostenvergleichsansatz
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4.4 Vorzugsvariante
NKBA 3x70/35 1kV
NA2XS2Y 3x1x240 20 kV
TW DN150 St
Gas DN150 St
Telekom
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• Baumpflanzungen können nicht an jedem Standort realisiert werden – eine Entscheidung, unter Beachtung der Wirtschaftlichkeit und technischen Umsetzbarkeit, sollte im Zweifel eine Entscheidung gegen den Baum nicht ausschließen
• Die RASt 06 mit ihren Entwurfsempfehlungen zur Querschnittsgestaltung beachtet hauptsächlich die verkehrlichen Belange, die empfohlenen Gehwegbreiten bieten nicht ausreichend Platz, um den Bäumen und den unterirdischen Versorgungsanlagen eine ungestörte Nutzung zu ermöglichen – zusätzliche Wurzelschutzmaßnahmen werden zum Regelfall, alternativ ist eine individuelle Querschnittsaufteilung erforderlich
• Abstimmungen zwischen allen beteiligten Nutzern zur Querschnittsaufteilung sind die Ausnahme und bedürfen hoher zeitlicher Aufwende – eine unabhängige Empfehlung mit Beachtung aller Bestandteile kann somit eine Optimierung des Planungsprozesses erzielen
• symmetrische beidseitige Straßenbaumbepflanzungen überfordern geringe Straßenquerschnitte – unsymmetrische Anordnungen ermöglichen ein individuelleres Eingehen auf örtliche Gegebenheiten (unterschiedliche Gehwegbreiten, Bepflanzung auf privatem Gelände in nächster Nähe)
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5. Fazit
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Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit!