Halle/Saale WS 2009/10

Fachgebiet

  • FG Massivbau mit Bauingenieur-Studierenden des Bachelor- und Masterstudiums
  • FG Eisenbahn- und Straßenwesen (Prof. Dr.-Ing. H.-C. Thiel)
  • FG Bodenmechanik und Grundbau / Geotechnik (Prof. Dr.-Ing. L. Wichter)

Wann und Wo
am 22.01.2010 Region Halle/Saale

Bauwerke

  • Saale-Elster-Talbrücke
  • Unstrut-Talbrücke
  • Finnetunnel

Allgemeines
Streckenplan der Neubaustrecke (NBS) Erfurt - Leipzig/Halle

Die NBS Erfurt - Leipzig/Halle ist als zweigleisige, elektrifizierte Eisenbahnstrecke für den hochwertigen Reise- und Güterverkehr konzipiert und für eine Höchstgeschwindigkeit von 300 km/h ausgelegt. Die Gesamtlänge beträgt 123 km.

Die Trasse verläuft zunächst von Erfurt Hbf parallel zur vorhandenen und zweigt bei Vieselbach als Neubaustrecke in Richtung Nordosten ab. Hier führt sie mit der Scherkonde-Talbrücke bei Krautheim und der Gänsebach-Talbrücke bei Buttstädt durch das Thüringer Becken.

Im Mittelabschnitt durchschneidet sie den Finne- Höhenzug mit Tunnelbauwerken von insgesamt 15,4 km Länge. Der Finnetunnel ist der längste im Neubauabschnitt. Dann folgen die Saubach-Talbrücke und der Bibratunnel. Die Unstrut-Talbrücke überspannt bei Karsdorf das Talbecken. Unmittelbar an dieses Bauwerk schließt sich der Osterbergtunnel an. Danach passiert die Strecke die Querfurter Platte mit der Stöbnitz-Talbrücke, um südlich von Halle die Saale-Elster-Aue mit einer Talbrücke zu überqueren. Noch auf dieser Talbrücke zweigt die Anbindung in nördliche Richtung nach Halle ab und schwenkt auf die bestehende Trasse der Strecke Weißenfels - Halle. Der Bahnhofskopf Halle (Saale) Hbf  wird für die beiden Neubaugleise komplett umgebaut.
In Richtung Leipzig führt die Neubaustrecke bis zur Gemeinde Gröbers, wo sie in die bestehende Strecke Halle - Leipzig einbindet. Der Güterverkehr wird hier die NBS verlassen und führt weiter auf der bestehenden Strecke in Richtung Leipzig. Von hier aus bestehen Gütergleisanschlüsse u. a. zum Luftfracht- und Güterverkehrszentrum sowie zum Containerbahnhof Leipzig-Wahren. Der Personenverkehr nutzt künftig ab Gröbers die seit 2003 fertig gestellte 23 km lange NBS zwischen Gröbers und Leipzig.

Technische Daten
Streckenlänge: 123 km
Entwurfsgeschwindigkeit:300 km/h
Tunnelbauwerke: 3 Stück (insgesamt 15,4 km)
Talbrücken: 6 Stück (insgesamt 14,4 km)

Tragwerk
Die gesamte Konstruktion der Saale-Elster-Talbrücke ähnelt aufgrund ihrer geringen Höhe von maximal 21 Metern eher einer aufgeständerten Fahrbahn. Technisch anspruchsvoll und einmalig ist der in die Talbrücke integrierte Brückenabzweig, der die Gleise von und nach Halle ohne Kreuzungen über verschiedene Ebenen mit der durchgehenden Haupttrasse verbindet.
Das Bauvorhaben erfordert ungewöhnliche Technologien und Abläufe. Zwei Aufgaben sind miteinander zu verbinden: Die Errichtung einer ingenieurtechnisch komplizierten Konstruktion und die gleichzeitige Einhaltung umfangreicher ökologischer Randbedingungen in jeder Phase des Baus. Durch eine komplexe technisch-ökologische Herangehensweise werden die Aufgaben gelöst. Die Deutsche Bahn hat neben der üblichen technischen Bauüberwachung auch eine ökologische Bauüberwachung eingesetzt. Ergänzend dazu ist ein unabhängiges hydrologisches Monitoring-Programm installiert, das durch einen behördlichen Arbeitskreis überwacht und gesteuert wird.

Bauverfahren

  • Vor-Kopf-Bauverfahren
    Die Gründungen, Pfeiler und der Überbau werden von einer auskragenden Arbeitsplattform von bereits hergestellten Brückenabschnitten aus gebaut. Diese vorgestreckte Rüstung besteht aus einem verschiebbaren Stahlbau-Fachwerkträger, welcher über drei Brückenfelder reicht. Er hat eine Länge von 132 Metern. Die Gründung der Brückenpfeiler im Abstand von 44 Metern und die Betonage erfolgen von dieser Rüstung aus. Ein Seilbagger übernimmt den Baugrubenaushub. Bei diesem Verfahren gibt es keine weiteren Eingriffe in das Gelände. Es wird in zwei Abschnitten mit 1,2 Kilometern Länge angewandt.
  • Vorschubrüstung
    Die Brücke wird abschnittsweise betoniert, wobei ein Vorschubgerüst über die Pfeiler von einem Brückenfeld zum nächsten geschoben wird. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis die Brücke am anderen Widerlager angelangt ist. Dabei werden die Gründungen (Fundamente) und die Pfeiler mit konventioneller Schalung vorauseilend erstellt.
  • Traggerüstbauweise
    In Bereichen der Brückenaufweitung und der Kreuzung mit der Bundesstraße B91 (Halle–Schkopau) und der Saale erfolgt der Brückenbau mittels Traggerüsten, die zwischen den Pfeilern installiert werden. Die Pfeilergründungen der Brücke erfolgen innerhalb von dichten Spundwandkästen. Damit werden u. a. die Trinkwasseranlagen des Wasserwerkes Beesen geschützt. Notwendige Baustraßen und Baustelleneinrichtungsflächen werden auf feucht geprägten Böden auf Baustraßenbrücken geführt, um Boden und Amphibien zu schonen.

Technische Daten
Bauwerkslänge Hauptbrücke: 6.465 m
Brückenbreite: 13,90 m
Aufweitung (Streckenverzweigung): 29,2 m
Streckengeschwindigkeit Hauptbrücke: 250 km/h
Gleisabstand: 4 m
Brückenhöhe: max. 21 m
Rüstträger Spannweite (Kraglänge): 44 m
Stabbogenbrücke (Kreuzungsbauwerk) Spannweite: 110 m
Brückenpfeiler: 208 Stck.
Abzweigbrücke nach Halle Bauwerkslänge: 2,112 km
Abzweigbrücke nach Halle Brückenbreite: 8,9 m
Streckengeschwindigkeit Abzweig: 160 km/h
Oberbau-Bauweise der Gleise: schotterlose Feste Fahrbahn

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Tragwerk
Die Konstruktion der Unstrut-Talbrücke wird nach aktuellstem Stand der Ingenieurbaukunst errichtet. Die Fahrbahn verläuft auf hintereinander liegenden fugen- und lagerlosen Stahlbeton-Trägern. An deren Enden wird die Temperaturverformung durch spezielle Vorrichtungen aufgenommen.
In der Mitte von vier 580 m langen Trägern stützt sich die Konstruktion auf große Stahlbetonbögen in Form eines umgedrehten V mit einer Spannweite von 108 m. Die Bögen sind im Scheitelbereich fest mit den Trägern verbunden. In Querrichtung teilt und spreizt sich der Bogen. Dadurch erhält er eine hohe Stabilität in alle Richtungen.
Neben den grazilen Bögen entstehen 41 ebenso schlanke Pfeiler, die eine Regelstützweite von 58 m ermöglichen. Die Widerlager, Pfeiler und Bögen werden tief im anstehenden Buntsandstein gegründet. Die Fundamente ruhen meist auf sog. Großbohrpfählen aus Beton, die in bis zu 40 m Tiefe reichen.

Bauverfahren
In einem ehemaligen Tagebau muss der Boden dynamisch verdichtet werden. Die Fahrbahnträger entstehen als Spannbetonüberbau abschnittsweise von den beiden Endpunkten, den Widerlagern her. So genannte Vorschubgerüste arbeiten sich dabei taktweise über das Tal. Vorauseilend werden die Pfeiler und Bögen errichtet, auf die sich dann der fertige Überbau stützt.
Der Baustellenverkehr erfolgt aus dem öffentlichen Raum hinein in ein Baustraßennetz, das meist vollständig zurückgebaut wird. Die Zufahrt Ost verbleibt als Rettungsweg zum Westportal des Osterbergtunnels. Fünf Wirtschaftswege und der Fluss Dissau müssen verlegt werden, wobei die neue Dissau naturnah ohne Befestigung verbleibt. Zur Dämpfung der Zuggeräusche erhält die Fahrbahn durchgehend eine Schalldämmmatte unter den Gleisen. Zusätzlich werden die Ortschaften Wetzendorf und Karsdorf im Süden durch eine Schallschutzwand abgeschirmt. Großflächige Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen kompensieren den unvermeidlichen Eingriff in die Natur. Alle Arbeiten werden entsprechend dem Planfeststellungsbeschluss durchgeführt, an dem alle betroffenen Kommunen, Behörden und Bürger mitgewirkt haben.

Technische Daten
Bauwerkslänge: 2.668 m
Stützweiten:
3 x 58m
4 x 58m–116m–4 x 58m
4 x 58m–116m–4 x 58m
4 x 58m–116m–4 x 58m
4 x 58m–116m–4 x 58m
3 x 58m
Bogenstützweiten: 108 m
Maximale Höhe: 49 m (Fahrbahn über Talgrund)
Regelbreite: 13,95 m bis 15,93 m im östlichen Teil
Bauhöhe: 5,69 m (mit fester Fahrbahn)

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Bauwerk
Das Projekt Finnetunnel umfasst den Neubau zweier eingleisiger Tunnelröhren von je 6970 m Länge.
Beide Röhren sind alle 500 Meter durch Rettungsstollen, die mit Schleuseneinrichtungen versehen sind, verbunden.
Im Nordosten schließt sich an das Portal ein Einschnitt mit dem Überholbahnhof Saubach auf einer Länge von rund 1000 m an.
Es sind rund 15 km Baustraßen zu erstellen und das gewonnene Ausbruchmaterial ist auf 3 Geländemodellierungen zu verteilen. Insgesamt werden über 1,4 Millionen m3 Ausbruchmaterial feste Masse in diese eingebaut.

Bauverfahren - Tunnelvortrieb
Das Auffahren der Tunnel erfolgt von Westen parallel mit zwei Tunnelbohrmaschinen. Spezialisten bedienen die für dieses Bauvorhaben hergestellten Maschinen. Eine mit speziellen Meißeln bestückte Bohrscheibe dreht sich langsam unter Druck in das Gebirge. Der Außendurchmesser der Schilde für den Finnetunnel beträgt ca. 11 Meter. Unmittelbar danach entsteht in dem entstandenen Hohlraum die rohbaufertige Tunnelröhre mit vorgefertigten Betonsegmenten. Dabei wird das Grundwasser entweder gar nicht, oder nur trichterförmig im unmittelbaren Arbeitsbereich abgesenkt. Nach Durchfahren des Abschnitts stellt sich der ursprüngliche Grundwasserspiegel wieder ein. Das Ausbruchmaterial wird über Pumpen oder Förderbänder aus dem Tunnel heraustransportiert und für die Ablagerung aufbereitet. Um die unterschiedlichen Gebirgsformationen bewältigen zu können, kommt je Röhre eine kombinierte Hydroschild- / Hartgesteinvortriebsmaschine zum Einsatz.

Die Tübbingproduktion
Für die beiden Tunnelröhren werden ca. 48.000 Tübbinge an Ort und Stelle in einer Feldfabrik hergestellt, das sind täglich 16 Tübbingringe. Ein Ring ist 2 Meter breit und besteht aus 6 Tübbingsteinen sowie einem ca. halb so großen Schlussstein. Die Ringe werden verschraubt und haben eine umlaufende Dichtung. Mit jedem eingebauten Tübbingring gewinnt der Tunnel 2 m Länge. In der Fabrikhalle befinden sich mehrere Gießformen, sog. Schalungssätze, in denen zuerst die Bewehrung (der Betonstahl) platziert wird, welche mit Beton aufgefüllt werden. Nach einigen Stunden ist der Beton ausgehärtet. Der fertige Tübbingstein wird aus dem Schalungssatz gehoben und zum Lagerplatz transportiert. Der Vorrat beträgt je nach Erfordernis bis zu ca. 1000 komplette Ringe.  Dies entspricht ca. 7000 einzelnen Tübbingsteinen.

Technische Daten
Bauwerkslänge: 2 x 6.970 m
Tunnelröhre Durchmesser: 9,6 m
Abstand der Gleisachsen: 25 m
Minimale Überdeckung (Schnecktal): 3 m
Maximale Überdeckung: 65 m
Rettungsstollen: 13 Stück im Maximalabstand von  500 m
Baustraßen: 15 km
Fläche der Baustelleneinrichtung: 14,5 ha
Ausbruchmaterial: 1,4 Mio m³
Entwurfsgeschwindigkeit: 300 km/h

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