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Unterbauten der Zweiten Hinterrheinbrücke Reichenau · 2018. 11. 6. · -Stütze auf der anderen...

Date post: 03-Aug-2021
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Unterbauten der Zweiten Hinterrheinbrücke Reichenau A13 Hinterrhein 11.0m Nationalstrasse A13 S5 S4 S3 S2 S1 N1 N2 196.3m 35.5m 28.2m 25.5m 37.5m 25.5m 33.1m Thusis Chur Bonaduz Reichenau Hinterrhein 46m 63m 41m 47m Autobahn A13 Quadropod S4 Quadropod S3 V-Stütze S2 1.70m Widerlager S5 (Bonaduz) Pfeiler S4 Pfeiler S3 Widerlager S1 (Reichenau) 1.49 9.30 11.30 1.50 5.73 6.48 75 40 39.9 1.20 7.70 1.80 20 80 1.00 1.199 2.166 4.62 1.10 2.22 4.5 1.20 88.9 1.79 30 1.58 1.48 31.8 1.80 5.71 • •• •• • • • • •• • • •• • •• •• • ••• •• • • •• • ••• • • •• •• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Doppelwandige Filterplatten CREABETON Aussparung 10x10 cm +597.13 100.2 +597.245 1 ••••• ••••• 6.80 1.80 8 Rostfreies Tropfblech, durch Stahlbauer geliefert u •••••••••••••••••••••• •• • •• •• • • • • •• • • •• • •• •• • ••• •• • • •• • ••• • • •• •• • • • • • b OK Schiene 100.2 Einlagen für die Schrauben gemäss Grundriss G2 bwz. Detailzeichnung +597.245 +597.245 +597.245 1.00 1.00 6.0 MN Widerlager S5 Pfeiler S4 und S3 Fundament V-Stütze S2 Widerlager S1 - Als Fixpunkt in Brückenlängsrichtung muss WL S5 eine Horizontalkraft von 6 MN u.a. infolge Brems- und Anfahrkräften aus dem Horizontalkraftlager in die 11m tiefer unterhalb zu tragen beginnende Pfahlfundation führen. - Hierzu ist das Horizontalkraftlager mittels einer 500kg schweren Stahlkonstruktion, die bereits zu einem frühen Bauzustand des Widerlagers äusserst genau in hoher Position gehalten werden musste, direkt mit der Bewehrung des Widerlagers verbunden. - Geometrie und Abmessungen der Widerlagermauer, der zentralen Schwertwand und des Hammerkopf ermöglichen einen idealen Kraftfluss vom Horiontalkraftlager bzw. dessen Verankerung im Beton durch das Widerlager hindurch bis in einen Bock bestehend aus fünf geneigten, elastisch gebetteten Pfählen mit D=1.18m und L=20m. - Auf den Pfeilern stehen Bolzenlager, die eine Wipp-Bewegung der Quadropods ermöglichen. - Die beiden Pfeiler verhalten sich als weiche Kragrame bei Belastung in Brückenlängsrichtung und gleichzeitig steif bei Belastung quer zur Brückenachse. - 2 Pfähle D=1.5m, L=15m mit grossem Hebelarm senkrecht zur Brückenachse. - Anordnung der Pfähle und Geometrie des Pfeilers sowie Kolkschutz erfordern eine Pfahlkopfplatte zur Kopplung Pfeiler <-> Pfähle G0 G0 G1 G0 G1 G2 G2 HQ30 3.5m Unerwartet früh angetroffenes und kaum baggerbares Bergsturzmaterial erschwerte die Herstellung eines dichten und grundbruch-sicheren Spundwandkastens mit ausreichend Einbindetiefe. Zusätzlich äusserst knappe Platzverhältnisse aufgrund der Nähe der neuen Pfeiler zu denjenigen der bestehenden Hinterrheinbrücke. Mittels pro Lager 9 in die Pfeilerköpfe einbetonierter Gewindestangen ø32 werden die Bolzenlager in den Pfeilern verankert: - V-förmige Arme der Stütze verkürzen die Spannweite zu WL S1 und lassen die V-Stütze aus Sicht Benutzer Autobahn transparent erscheinen. Die V-Form führt aber zu vielseitiger Beanspruchung des Fundaments und dessen vier Pfähle. Die PfähleD=1.18m L=20m sind in Paaren symmetrisch geneigt zur Abtragung der Torsion aus der V-Stütze. - Vorspannung der V-Stütze auf das Fundament mit 16 Stangen DYWIDAG ø40 mit P0=750kN. Unmittelbar beim Bahnhof Reichenau-Tamins (GR) entsteht seit Mai 2017 eine zweite Brücke über den Hinterrhein. Der 730 Tonnen schwere, 6.3m breite und 1.7m hohe Brückenträger aus Stahl erstreckt sich als Trogquerschnitt über total 196m und wird dabei auf zwei Widerlagern und drei Pfeilern fundiert. Nach Inbetriebnahme der Zweiten Hinterrheinbrücke im November 2018 kann die bestehende Brücke saniert werden und ab 2019 kann die Rhätische Bahn die Albula- und Surselva-Linie getrennt voneinander auf zwei Gleisen über den Hinterrhein betreiben. 820m 3 Damit sich der Brückenträger an seinem Ende nicht verdrillt ist ein senkrechter Abschluss des Trägers erforderlich. Weil das die Spannweite zur V-Stütze auf der anderen Seite der Autobahn deutlich verlängern würde, wird der Träger dem eigentlichen Brückenende gegenüber 11.5m weit vorgelagert abgestellt: Fundation des WL mittels 19 Mikropfählen mit Gewindestangen ø40 bzw. ø63.5mm und Aussendurchmesser 219mm. Infolge der Horizontalkräfte in den Brückenlager sind die Mikropfähle bis zu 30° geneigt. In seltenen Lastfällen (Schotterausbau) erfährt das vorgelagerte Lager abhebende Kräfte, weshalb es direkt mit den Mikropfählen verbunden wurde: Der Einhub der 48 Tonnen schweren V-Stütze erfolgte wie alle anderen Hübe vom 120m weit entfernten Installationsplatz auf der Seite Bonaduz aus. Damit der für diesen Hub mit 700t Ballast beladene und somit insgesamt 1'080t schwere Kran so nahe wie möglich an den Rhein heranfahren konnte wurde, wurde ein Fangedamm errichtet: - S - F - S - F Endverankerung Mikropfahl mit zwei Ankermuttern verrohrter Mikropfahl ø219mm Magerbeton Beton Baugrund Koordinatenpunkt gemäss Tabelle Länge Mikropfahl ab OK Verankerung gemäss Tabelle 10 Lehre durch Stahlbauer - S - F 20 bei N1 - S - F 2 3 Statik und technische Bauleitung Unterbauten: Gesamtprojektleitung: Projektierung Überbauten: Architektur: Rheinschotter Flimser Bergsturzmaterial Roman Sidler Andreas Galmarini COWI UK, London Dissing+Weitling, Kopenhagen 300m 3 960t 1'080t +/- 6cm 40'000m3 2x 8ø40 aus Bodenplatte 1.8m 1.2m 2x 8ø40 2x 6ø40 6'000kN Horizontalkraftlager (Quelle: HEBAG AG) Hangabtra Böschung 1:1 Bohrpfahl P11 ø118, L= ca.18.00m Bohrpfahl P13 ø118, L= ca.18.00m Bohrpfahl P12 ø118, L= ca.18.00m Bohrpfahl P10 ø118, L= ca.18.00m Pfahlmitte X/Y: Trennfolie (FRANK Pecafil ode an Rühlwand befestigt Ausgleichsbeton zwischen Tre (bewehrt mit Matte ø8-150 gem Baugru Träger Ausfac 20 5.10 95 95 1.72 1.72 750'299.790 / 187'628.642 7'625.039 7'624.785 20 187'629.634 / 750'296.253 187'626.244 / 750'296.834 187'629.956 / 750'298.125 187'626.566 / 750'298.707 187'625.603 / 750'300.246 187'627.163 / 750'300.043 0'297.284 0'295.805 187'628.642 / 750'299.790 11.5m 20x M30 SHV Beton Widerlager + Pfeiler Pfahlbeton Gewicht Brückenträger + Quadropods + V-Stütze Gewicht Raupenkran mit vollem Ballast Verschiebung Brücken-Ende infolge Temperaturänderung Hangabtrag Seite Reichenau
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Page 1: Unterbauten der Zweiten Hinterrheinbrücke Reichenau · 2018. 11. 6. · -Stütze auf der anderen Seite der Autobahn eutlich verlängern würde, wird der Träger dem eigentlichen

Unterbauten der Zweiten Hinterrheinbrücke Reichenau

A13

Hinterrhein

11.0m

National

strasse

A13

S5

S4

S3

S2

S1

N1

N2

196.3m

35.5m28.2m25.5m37.5m25.5m33.1m

Thusi

s

Chur

Hinterrhein

Bonaduz

Reichenau

Hinterrhein

46m63m

41m

47m

Autobah

n A13

Quadropod S4 Quadropod S3 V-Stütze S21.70mWiderlager S5(Bonaduz)

Pfeiler S4 Pfeiler S3

Widerlager S1(Reichenau)

1.49

6.801.80

1.00 9.30 1.00

11.30

1.50

5.73

6.48

7540

1.70

39.91.207.701.8020

80 1.00

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2.166

4.62

1.10

2.22

4.5

1.2088.9

1.7930

1.58

1.48

31.8

97.2

1.80

5.71

Rostfreies Tropfblech, durch Stahlbauer geliefertund durch Baumeister mittels rostfreien• • • •• • • • • •• • • •• • •• •• • ••• •• • • •• • ••• • • • • •• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •befestigt. Siehe Detailplan 3375-331.

Doppelwandige Filterplatten CREABETON

OK Schiene

Aussparung 10x10 cm

+597.13

100.2Einlagen für die Schrauben gemäss

Grundriss G2 bwz. Detailzeichnung

+597.245

1.70

1.70

13131• • • • •• • • • •

6.806.801.801.80

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Rostfreies Tropfblech, durch Stahlbauer geliefertRostfreies Tropfblech, durch Stahlbauer geliefertRostfreies Tropfblech, durch Stahlbauer geliefertuund durch Baumeister mittels rostfreienund durch Baumeister mittels rostfreie

•• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• • • •• • • •• • • • • •• • • •• • •• •• • ••• •• • • •• • ••• • • • • •• • • • • ••• • ••• •• • • •• • ••• • • • • •• • • • • •bbefestigt. Siehe Detailplan 3375-331.befestigt. Sieh

OK Schiene

100.2Einlagen für die Schrauben gemäss

Grundriss G2 bwz. Detailzeichnung

+597.245+597.245+597.245

1.001.00 1.001.00

6.0 MN

Widerlager S5 Pfeiler S4 und S3 Fundament V-Stütze S2 Widerlager S1- Als Fixpunkt in Brückenlängsrichtung muss WL S5 eine Horizontalkraft von 6 MN u.a. infolge Brems- und Anfahrkräften aus dem Horizontalkraftlager in die 11m tiefer unterhalb zu tragen beginnende Pfahlfundation führen.- Hierzu ist das Horizontalkraftlager mittels einer 500kg schweren Stahlkonstruktion, die bereits zu einem frühen Bauzustand des Widerlagers äusserst genau in hoher Position gehalten werden musste, direkt mit der Bewehrung des Widerlagers verbunden.

- Geometrie und Abmessungen derWiderlagermauer, der zentralen Schwertwandund des Hammerkopf ermöglichen einenidealen Kraftfluss vom Horiontalkraftlager bzw.dessen Verankerung im Beton durch dasWiderlager hindurch bis in einen Bockbestehend aus fünf geneigten, elastischgebetteten Pfählen mit D=1.18m und L=20m.

- Auf den Pfeilern stehen Bolzenlager, die eineWipp-Bewegung der Quadropods ermöglichen.

- Die beiden Pfeiler verhalten sich als weiche Kragrame bei Belastung in Brückenlängsrichtung und gleichzeitig steif bei Belastung quer zur Brückenachse.- 2 Pfähle D=1.5m, L=15m mit grossem Hebelarm senkrecht zur Brückenachse.- Anordnung der Pfähle und Geometrie des Pfeilers sowie Kolkschutz erfordern eine Pfahlkopfplatte zur Kopplung Pfeiler <-> Pfähle

Bohrpfahl P8ø150, L= ca.15.00 m

Bohrpfahl P9

HQ100(BEMESSUNGSHOCHWASSER)

A Deckschicht, Stillwasserablagerung

Sauberkeitsschicht 10cmPC 150kg/m3, 0-32mm,

Spundwand

Pfeiler:Auf ganzer Höhe Keine Abfasung Kanten.

Arcelor Mittal PU18 S 430 GPLänge L= 20.10m, Einbindetiefe t= 9 m

1.Lage HEB 340 S355

2.Lage 2x HEM 340 S355

BaugrubensicherungSpundwand mitTrägerkranz

HQ30

Schichtweise Rückfüllung(Schichtdicke 1m).Material: Sand rund umPfeiler, Rheinschotter ausserhalb.

bestehender Pfeiler

Pfeilerkopf: Abfasung aller KantenDreikantleiste 30/30mm

Fundament: Abfasung aller KantenDreikantleiste 30/30mm

75 7575 75

20

3.00 3.00

1.50

+578.30

1.00 1.00

1.25 6.00 1.258.50

20 20

+585.50

+588.12

38 62

+578.00

+583.00

+587.00

+589.10

5.00

4.00

2.10

98

9.00

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0

+585.00

+589.10

+591.20

102.

4011

.73

5.602.80 2.80

+578.00

+578.10

+580.50

+592.23

1.773 2.054 1.773

1.027 1.027

6.79

3.46

1.48

+587.29

+590.75

+592.55

Sauberkeitsschicht 10cmPC 150kg/m3, 0-32mm,

Spundwand

Bohrpfahl P8

BaugrubensicherungSpundwand mitTrägerkranz

2.Lage 2x HEM 340 S355

Arcelor Mittal PU18 S 430 GPLänge L= 20.10m, Einbindetiefe t= 9 m

1.Lage HEB 340 S355

Schichtweise Rückfüllung(Schichtdicke 1m).Material: Sand rund umPfeiler, Rheinschotter ausserhalb.

Fundament: Abfasung aller KantenDreikantleiste 30/30mm

Abfasung aller KantenDreikantleiste 30/30mm

75 75

1.25 1.252.50

1.621.62

+578.30 20

35 35

98

14 70 14

+578.00

+583.00

+587.00

+589.10

9.00

11.1

05.

004.

002.

105.

004.

002.

10

38 1.24

49 49

102.

4011

.73

+578.10

+580.50

+592.23

20 30 20

6.79

3.46

1.48

+587.29

+590.75

G0G0

G1

G0

G1

G2 G2

zu setzen spätestens wennAushub auf Kote +586.25

zu setzen spätestens wennAushub auf Kote +582.25

AZ18-700 S430GP

+592.23

Graffiti-Schutz undHydrophobierungab +584.5 bisHöhe Pfeilerkopf

Graffiti-Schutz undHydrophobierungab +587.5 bisHöhe Pfeilerkopf

3.5m

HQ30

3.5m3.5m

Unerwartet früh angetroffenes und kaumbaggerbares Bergsturzmaterial erschwerte dieHerstellung eines dichten undgrundbruch-sicheren Spundwandkastens mitausreichend Einbindetiefe.Zusätzlich äusserst knappe Platzverhältnisseaufgrund der Nähe der neuen Pfeiler zudenjenigen der bestehenden Hinterrheinbrücke.

Mittels pro Lager 9 in die Pfeilerköpfeeinbetonierter Gewindestangen ø32 werden dieBolzenlager in den Pfeilern verankert:

- V-förmige Arme der Stütze verkürzen die Spannweite zu WL S1 und lassen die V-Stütze aus Sicht Benutzer Autobahn transparent erscheinen. Die V-Form führt aber zu vielseitiger Beanspruchung des Fundaments und dessen vier Pfähle. Die PfähleD=1.18m L=20m sind in Paaren symmetrisch geneigt zur Abtragung

der Torsion aus der V-Stütze.- Vorspannung der V-Stütze auf das Fundament

mit 16 Stangen DYWIDAG ø40 mit P0=750kN.

Unmittelbar beim Bahnhof Reichenau-Tamins (GR) entsteht seit Mai 2017 eine zweite Brücke über den Hinterrhein.Der 730 Tonnen schwere, 6.3m breite und 1.7m hohe Brückenträger aus Stahl erstreckt sich als Trogquerschnittüber total 196m und wird dabei auf zwei Widerlagern und drei Pfeilern fundiert. Nach Inbetriebnahme der ZweitenHinterrheinbrücke im November 2018 kann die bestehende Brücke saniert werden und ab 2019 kann die RhätischeBahn die Albula- und Surselva-Linie getrennt voneinander auf zwei Gleisen über den Hinterrhein betreiben.

820m3

Beton Widerlager + Pfeiler

Damit sich der Brückenträger an seinem Endenicht verdrillt ist ein senkrechter Abschluss desTrägers erforderlich. Weil das die Spannweite zurV-Stütze auf der anderen Seite der Autobahndeutlich verlängern würde, wird der Träger demeigentlichen Brückenende gegenüber 11.5m weitvorgelagert abgestellt:

Fundation des WL mittels 19 Mikropfählen mitGewindestangen ø40 bzw. ø63.5mm undAussendurchmesser 219mm.Infolge der Horizontalkräfte in den Brückenlagersind die Mikropfähle bis zu 30° geneigt.

In seltenen Lastfällen (Schotterausbau) erfährt dasvorgelagerte Lager abhebende Kräfte, weshalb esdirekt mit den Mikropfählen verbunden wurde:

Der Einhub der 48 Tonnen schweren V-Stützeerfolgte wie alle anderen Hübe vom 120m weitentfernten Installationsplatz auf der Seite Bonaduzaus. Damit der für diesen Hub mit 700t Ballastbeladene und somit insgesamt 1'080t schwereKran so nahe wie möglich an den Rheinheranfahren konnte wurde, wurde einFangedamm errichtet:

Endverankerung Mikropfahlmit zwei Ankermuttern

verrohrter Mikropfahl ø219mm

Magerbeton

Beton

Baugrund

Koordinatenpunkt

Kote OK Stangegemäss Tabelle

Läng

e M

ikro

pfah

l ab

OK V

eran

keru

ngge

mäs

s Tab

elle

10

Lehre durch Stahlbauer

10 bei S1-S-F20 bei N1-S-F

2

3

Endverankerung Mikropfahlmit zwei Ankermuttern

verrohrter Mikropfahl ø219mm

Magerbeton

Beton

Baugrund

Koordinatenpunkt

Kote OK Stangegemäss Tabelle

Läng

e M

ikro

pfah

l ab

OK V

eran

keru

ngge

mäs

s Tab

elle

10

Lehre durch Stahlbauer

10 bei S1-S-F20 bei N1-S-F

2

3

Statik und technische Bauleitung Unterbauten:Gesamtprojektleitung:

Projektierung Überbauten:Architektur:

Rheinschotter FlimserBergsturzmaterial

Roman SidlerAndreas GalmariniCOWI UK, LondonDissing+Weitling, Kopenhagen

300m3

Pfahlbeton

960t

Gewicht Brückenträger + Quadropods + V-Stütze

1'080t

Gewicht Raupenkran mitvollem Ballast

+/- 6cm

Verschiebung Brücken-Ende infolge Temperaturänderung

40'000m3

Hangabtrag Seite Reichenau

2x 8ø40 aus Bodenplatte

1.8m 1.2m

2x 8ø40 2x 6ø406'000kN Horizontalkraftlager

(Quelle: HEBAG AG)

20x M30 SHV

Hangabtrag

Böschung 1:1

Bohrpfahl P11ø118, L= ca.18.00mPfahlmitte X/Y:750'296.253 / 187'629.634

Bohrpfahl P13ø118, L= ca.18.00mPfahlmitte X/Y:750'298.125 / 187'629.956

Bohrpfahl P12ø118, L= ca.18.00mPfahlmitte X/Y:750'298.707 / 187'626.566

Bohrpfahl P10ø118, L= ca.18.00mPfahlmitte X/Y:750'296.834 / 187'626.244

Trennfolie (FRANK Pecafil odean Rühlwand befestigt

Ausgleichsbeton zwischen Tre(bewehrt mit Matte ø8-150 gem

BaugruTräger Ausfac

20

5.10

95 95

1.72

1.72

750'299.790 / 187'628.642

750'300.043 / 187'627.163

7'625

.039

7'624

.785

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750'300.246 / 187'625.603

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187'626.244 /750'296.834

187'629.956 /750'298.125

187'626.566 /750'298.707

187'625.603 / 750'300.246

187'627.163 / 750'300.043

0'297

.284

0'295

.805

187'628.642 / 750'299.790

11.5m

20x M30 SHV

Beton Widerlager + Pfeiler Pfahlbeton Gewicht Brückenträger + Quadropods + V-Stütze

Gewicht Raupenkran mitvollem Ballast

Verschiebung Brücken-Ende infolge Temperaturänderung Hangabtrag Seite Reichenau

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