Projektart:
Anfrage:
Objekt:
Autobahn A1 Einhausung
Typ:
Lärmschutzmaßnahme
Ort:
Köln [Karte]
Staat:
Deutschland
Architekt:
bilfinger berger AG 🔗, Mannheim (auch Ausführung)bilfinger berger AG, Mannheim (auch Ausführung)
Materialien:
Beton, Betonfertigteile
Publiziert:
Beton Bauteile 2012
Seiten:
146 - 152
Inhalt:
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Autobahneinhausung bei Köln- Lövenich

Konsequenter Lärmschutz

Als eine besonders effektive Lärmschutzmaßnahme erhält derzeit die Autobahn A1 im Kölner Westen eine Einhausung. Das Bauwerk wird bundesweit erst das zweite seiner Art sein und hat entsprechend Pilotprojektstatus. Allein das geschlossene Dach wurde aus weit über 500 schwergewichtigen Betonfertigteilen erstellt.
Seit über 50 Jahren bildet im Kölner Westen in nord-südlicher Richtung die Autobahn A1 eine harte Zäsur und trennt die Stadtteile Weiden und Lövenich. Beide liegen entlang der wichtigsten Ausfallstraße der Domstadt nach Westen, der Aachener Straße. Städtebaulich folgen sie unmittelbar aufeinander. Auffallend ist, dass beide Quartiere kaum eine industrielle Prägung besitzen. Vielmehr wohnt „man“ hier. Selbiges findet jedoch nicht in großen und anonymen Silos statt, sondern vielmehr in kleinteiligen Parzellen mit freistehenden Häusern, oder bestenfalls in einer dreigeschossigen Blockrandbebauung. Tatsächlich befremdet dieser Gegensatz von stark befahrener Autobahn und der fast idyllisch wirkenden Vorstadt ein wenig. So war es letztendlich nur eine Frage der Zeit, dass hier etwas getan wird, um Abhilfe gegen den Autobahnlärm zu schaffen.
Im Rahmen der Planung zum 6-streifigen Ausbau der BAB A1 wurde deutlich, dass mit konventionellem Lärmschutz (Lärmschutzwände) die gesetzlich vorgegebenen Immissionsgrenzwerte nicht eingehalten werden konnten. Aus diesem Grund entschied sich an dieser Stelle die Straßenbauverwaltung zu dieser neuartigen Lösung. Mit der Realisierung wurde der internationale Konzern Bilfinger Berger SE als Generalunternehmer beauftragt. Auch für die detaillierte Ausführungsplanung zeichnet die Mannheimer Aktiengesellschaft hier verantwortlich. Eine Einhausung wirkt für einen Autobahnnutzer in der Anfahrt wie ein Tunnel. Sie ist jedoch innen durch ein transparentes Dach natürlich belichtet, welches aber von außen nicht für Passanten zugänglich und gar mit Gebäuden bebaut ist. Der Brandschutz erfordert dabei eine Ausführung mit mindestens zwei baulich getrennten Röhren; eine für jede Fahrtrichtung.
Tatsächlich geht die Planung der Kölner Einhausung bis weit in die 1990er Jahre zurück. Dabei musste die Planung immer wieder an sich ändernde Regelwerke, hervorgerufen u.a. durch die schweren Brände in den Alpentunneln, angepasst werden. Aufgrund der Konstruktionsform des Stahl- Glas- Daches und der betriebstechnischen Ausstattung hat das neue Schall mindernde Bauwerk von Köln nun Pilotcharakter. Auch fließen die hier gewonnenen Erfahrungen schon jetzt in die längst begonnene Planung des nächsten dieser Art ein. Dieses wird in den kommenden Jahren in Hamburg an der A7 im Bereich der Elbtunnel errichtet werden. Köln- Lövenich wird die zweite Autobahneinhausung in der ganzen Bundesrepublik sein. Die erste befindet sich an der A3 im Maintal hinter Aschaffenburg in Richtung Würzburg.
Das Entwurfskonzept
Die Einhausung hat eine Länge von etwa 1,5 km und besteht aus drei Wandscheiben aus Ortbeton. Zwei davon flankieren seitlich die insgesamt sechsstreifige Fahrbahn auf den Außenseiten, die dritte wurde auf dem Mittelstreifen errichtet. Sie besitzen speziell ausgebildete und besonders passgenaue Auflager, auf die nach Fertigstellung aller Wandabschnitte die in Betonfertigteilbauweise erstellten Deckenelemente aufgelegt worden sind. 384 dieser Elemente sind Bogenträger, an welchen zu einem späteren Zeitpunkt eine Oberlichtkonstruktion aus dreischichtigem Verbundsicherheitsglas (VSG) mit Folieneinlage montiert werden wird. Hergestellt wurden alle Deckenelemente von der Max Bögl GmbH in deren Betonfertigteilwerk in Hamminkeln. Dabei war die Anlieferung der sperrigen Bauteile vergleichsweise unkompliziert, da eine Autobahn bis an den finalen Montageort führte. Der Standard- Bogenträger hat ein lichtes Maß von 16,50 m, eine Stärke von 60 cm und wiegt etwa 18 t. Es gibt einige Sonderträger, die größer sind. Sie wurden in den Bereichen von der Autobahnausfahrt eingesetzt. Das lichte Maß dieser Elemente beträgt bis zu 24,50 m, auch wiegen diese bis zu 64 t. An den Dachrändern und oberhalb des Mittelsteges, um die transparente Konstruktion herum, wurden Servicewege angelegt: Sie verlaufen quasi auf den Wänden der Lärmschutzeinhausung und sind zu Unterhaltungs- und Wartungsarbeiten mit einem Servicewagen befahrbar. Im Bereich der Einhausung queren fünf Brücken die Autobahn, welche die Einhausung gleichsam in vier Bauabschnitte teilen. Eine davon ist die eingangs erwähnte Aachener Straße, an der sich auch die Autobahnausfahrt Köln- Lövenich befindet.
Die Brücken werden von den Ingenieuren nüchtern als Bestandsbauwerke bezeichnet. An sie musste mit so genannten Anpassmodulen angeschlossen werden. Essentiell ist dabei eine Dehnungsfuge, die eine unabhängige Bewegung von Brücke und Dach sicherstellt. Dazu musste mit den Modulen ein individueller Übergang von der regelmäßigen Konstruktion der Bogenträger in Abhängigkeit von dem jeweiligen Kreuzungswinkel des Bestandsbauwerkes zur Autobahn geschaffen werden. Hier platzierte man 47 „Pflanztrog“ – Fertigteilträger. Zwischen ihnen werden Vegetationsbrücken geschaffen, um auch einen optisch befriedigenden Übergang zu den Brücken zu erhalten. Zu dem Detail gehörte ferner, dass die über einen Meter erhabene Glasdachkonstruktion hier einen sinnvollen Frontalbschluss erhält und Querverbindungen zwischen den drei parallel verlaufenden Servicewegen sowie interne Wendemöglichkeiten geschaffen werden. Diese Flächen werden als Wendeplatten bezeichnet. Gemeint ist immer ein einseitiger Deckenanschluss einer Röhre an ein Bestandsbauwerk. Eine solche Wendeplatte besteht immer aus neun gleichartigen Betonfertigteilen, die als Feldträger ausgeführt wurden. 144 Stück wurden davon verbaut.
Detailplanung
Für die planenden Ingenieure war ein Toleranzsprung von besonderem Interesse. Grundsätzlich gelten bei der Ausführung von Ortbetonkonstruktionen etwas größere Toleranzen als bei der von Betonfertigteilen. Entsprechend mussten die sich daraus ergebenden Passungenauigkeiten in den Auflagern (Konsolen) der Deckenelemente in einer sehr großen Stückzahl kompensiert werden. Eine Ausführung der Wände in Betonfertigteilbauweise empfahl sich nicht, da die Planer mit dem individuell anpassbaren Ortbeton leichter und flexibler auf die wechselnde Bodenbeschaffenheit (Löß- und Kiesschichten) reagieren konnten. Obwohl diese Ortbetonwände sehr sorgfältig ausgeführt wurden und sich selbstredend innerhalb der zulässigen Toleranzen befanden, war eine gewisse Passungenauigkeit in Hinblick auf die, auf Wandkonsolen zu setzenden, Betonfertigteilträger unvermeidlich. Sichergestellt werden konnte eine korrekte Passform und -position der Bogenträger mit Hilfe neuartiger Stud- Connectoren aus dem Hause Halfen- Deha. Diese speziellen Bewehrungsstähle gestatten eine besonders kurze Verankerungslänge durch einen angeschmiedeten Armierungskopf und ermöglichen die Herstellung der Konsolen in Ortbetonbauweise nach Fertigstellung der Wandscheiben. Ferner erlaubten sie eine Reduktion der regulären, aber aufwändigen Schlaufenbewehrung sowie eine Reduzierung der benötigten Stahlmenge. So ermöglichten sie eine wirtschaftliche Umsetzung der Planungsidee, da die kompakten Volumina der Konsolen, beziehungsweise deren absolute Dimensionen, durch das Modul der Bogenträger weitgehend vorgegeben ist. Aufgrund der sorgfältigen Vorarbeiten und einer umfangreichen vermessungstechnischen Erfassung konnten die Bogenbinder zügig und problemlos verlegt werden. Innerhalb einer Nachtschicht konnten bis zu 16 Stück Standardbogenträger mit zwei Autokränen in ihre finale Position gebracht werden. Dabei wurden die Bewehrungsanschlussstäbe der Träger mit Hilfe von „Lenton“ – Verbindungsmuffen zur Erreichung der Übergreifungslängen mit der aufgehenden Tragkonstruktion verlängert. In einem zweiten Schritt wurden dann diese Anschlüsse bewehrungstechnisch ergänzt und dauerhaft vergossen, wodurch eine eingespannte Deckenkonstruktion entstanden ist. Selbige ist zwar materialaufwändiger als eine gewöhnliche Pendelstützenkonstruktion, jedoch deutlich weniger wartungs- und pflegeintensiv. Gerade in Hinblick auf eine zukünftig sicherlich massive Konfrontation der Einhausung mit Korrosion förderndem Streusalz eine überaus vernünftige Entscheidung.
Finaler Ausbau
Wenn der Rohbau des Lärmschutzbauwerkes vollendet ist, wird Anfang Herbst 2011 der umfangreiche Ausbau beginnen. Bestimmend ist der Einbau der Betriebs- und Verkehrsleittechnik, die Montage der Stahl- Glasdach- Konstruktion, die immer von Bogenträger zu Bogenträger gespannt sein wird und der endgültige Straßenbau sowie die Herstellung einer Wandverkleidung mit Schallschutzpaneelen in den Röhren. Anders als bei einem Tunnel wird die Luft nicht allein durch große Turbinen von der einen Zufahrt angesaugt und zur anderen hin ausgeblasen. Im Dachbereich der LEH befindet sich jeweils vom Einfahrtportal bis zur Tunnelmitte eine Luftaustauschöffnung, die mit Schalldämpferkulissen verkleidet ist. Durch die so stattfindende natürliche Belüftung sind hier keine weiteren betriebstechnischen Elemente wie Strahlventilatoren notwendig. Die besondere Herausforderung bei diesen Lüftungseinheiten ist, dass sie die Abluft nach außen transportieren sollen, den Lärm aber nicht. Hierzu werden aufwändige Schallfilter in die Anlagen installiert werden. Schließlich will man ja dieses Bollwerk der Ruhe nicht umsonst gebaut haben..
Robert Mehl, Aachen