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Komplexe Aufgabenstellungensind unsere SpezialitätPROJEKTBERICHT
NEUBAU KATZENBERGTUNNEL
Bauen zwischen Würzburg und Frankfurt
BAUWERK 288 B
Im Zuge des sechsstreifigen Ausbaus der A 3 werden im Bereich Würzburg, zwischen den Anschlussstellen Randersacker und Heidingsfeld, umfassende Baumaßnahmen durchgeführt. LEONHARD WEISS hat den Auftrag zur Herstellung des Katzenbergtunnels als Lärmschutzmaßnahme für den angrenzenden Wohnbereich Heuchelhof erhalten. Auf Grundlage des LEONHARD WEISS-Angebots wurde der Bereich Ingenieurbau mit der Umsetzung beauftragt. Die anstehenden Straßen- und Erdarbeiten werden hierbei durch den Bereich Straßenbau erledigt.
Der Tunnel ist in seiner Grundkonstruktion durch einen zweizelligen Rahmen definiert. Er setzt sich aus 57 Blöcken mit einer Blocklänge von je 10 Metern zusammen. Die Herstellung erfolgt in „offener Bauweise“. Nach Fertigstellung wird das Bauwerk überschüttet und steht somit für Wege, Grünflächen sowie Sport- und Freizeiteinrichtungen zur Verfügung. Um die vorhandene Geländesituation so wenig wie möglich durch den Tunnelneubau zu verändern, wird die Fahrbahn bis zu neun Metern gegenüber der jetzigen Autobahntrasse abgesenkt.
BAUABLAUF
Der Bauablauf gliedert sich in zwei Hauptbauphasen und eine Nachlaufphase. Im ersten Bauabschnitt (September 2014 bis Dezember 2016) werden die Nordröhre einschließlich des Innenausbaus sowie das Betriebsgebäude erstellt. Die Trasse der Nordröhre verläuft im Anschluss an die neu zu errichtende Talbrücke Heidingsfeld für die ersten 20 Blöcke nördlich der bestehenden Fahrbahn. Im weiteren Verlauf schneidet diese in die bisherige Fahrtrichtung Frankfurt ein. Es wurde daher notwendig, den Verkehr insgesamt in Richtung Süden zu verziehen. Hierzu wurde durch die Straßenbauer eine Behelfsfahrbahn auf der Südseite der bestehenden Trasse erstellt. Hierdurch konnte der Verkehr von der ursprünglichen Fahrtrichtung Frankfurt komplett auf die Fahrtrichtung Nürnberg verlegt werden.
Darüber hinaus war es die Aufgabe des Straßenbaus, das notwendige Planum für den Tunnelrohbau herzustellen. Bedingt durch die Geländegegebenheiten waren hierzu in Teilbereichen eine Vorschüttung und Hangverbreiterung notwendig und ein erheblicher Aushub für die Bereiche der vorhandenen Fahrbahnen. Überdies musste der vorhandene Autobahndurchlass im Zuge des unteren Kaulweges in Teilabschnitten rückgebaut werden.
Im zweiten Bauabschnitt (Juli 2017 bis September 2019) erfolgt, nach Umverlegung des gesamten Autobahnverkehrs in die Nordröhre, die Herstellung der Südröhre einschließlich des Innenausbaus. In der Nachlaufphase (Oktober 2019) werden die provisorischen Öffnungen für die Flucht- und Rettungstüren in der Nordwand wieder geschlossen.
STATISTIK
Gesamtbauwerk
Tunnellänge: 570 m
Spannweite Nordröhre: 19,45 m – 22,65 m
Spannweite Südröhre: 17,70 m
KONSTRUKTIONSBESONDERHEITEN
Bei der Herstellung der Tunnelkonstruktion aus Wänden und Decke wird im Zuge einer technologischen Innovation ein Beton eingesetzt, dem Polypropylen-Fasern beigemischt sind. Diese Fasern sind sechs Millimeter lang und zwei Mikrometer dick und dienen dem Brandschutz. Das Einkaufsteam von LEONHARD WEISS stellte sich bei der Verhandlung und Vergabe dieser Lieferleistung auf die neuen Ansprüche und Anforderungen der Baustofftechnologie ein. Im Brandfall sollen die Fasern ein Abplatzen der Betondeckung und damit ein Versagen der Konstruktion verhindern. Diese Ausführung ersetzt die bislang geübte Praxis, eine verzinkte N94-Matte im Deckenbereich einzulegen. Das Funktionsprinzip im Brandfall basiert auf einem Schmelzen der PP-Fasern. Dadurch entstehen sowohl Mikro- als auch Makrokanäle im Betongefüge. Durch diese kann die auftretende Dampfdruckenergie des gebundenen Wassers entweichen. Hierzu mussten neue Betonrezepturen in Abstimmung mit dem Betonlieferanten und der MFPA Leipzig entwickelt werden, welche sich vor dem ersten Einsatz am eigentlichen Tunnel durch Verarbeitungsversuche an Probekörpern beweisen mussten. Die aktuellen Baustellenerfahrungen zeigen, dass der Beton bei der Herstellung, der Verarbeitung und der geforderten Prüfdokumentation einer erhöhten Begleitung bedarf.
TUNNELROHBAU
Das Bauwerk ist auf Bohrpfählen mit einem Durchmesser von 1,20 Metern gegründet, welche bis zu 20 Meter tief in den Baugrund eingebracht werden. Inklusive der Pfähle im Bereich der Lüftungstrennwände und Lärmschutzwände in Verlängerung zu den Portalen werden bei der Maßnahme über 700 Großbohrpfähle erstellt. Die Pfahlköpfe werden über einen Pfahlkopfbalken miteinander verbunden. Auf Grund der statischen Notwendigkeit einer Einspannwirkung des Pfahls in das Tunneltragwerk wird die Bohrpfahlbewehrung bis auf eine Länge von knapp zwei Metern in die aufgehenden Wandscheiben geführt. Auf den Pfahlkopfbalken lagern die 1,20 Meter starken und bis zu knapp neun Meter hohen Tunnelwände auf. Den Abschluss bildet die Tunneldecke, die an den Auflagepunkten an den Wänden 1,80 Meter stark ist und sich in Feldmitte bis zu einer Dicke von 1,20 Metern verjüngt.
Die Wandschalung ist eine Sonderschalung, die in Abstimmung unseres Fachbereichs Schalungstechnik und der Firma PERI entwickelt wurde. Eine Schalhaut aus Vollkunststoffplatten soll gewährleisten, dass die Wandschalung ohne einen Schalhautwechsel für den gesamten Tunnelrohbau verwendet werden kann. Die großformatigen Aussparungskörper für die Tunnelausstattung (Lüfter, Elektrotrassen und Beleuchtung, Sicherheitstechnik) wurden durch vorkonfektionierte Teile aus Faserzement realisiert. In den Wänden kommt ein Chloridmonitoring zum Einsatz, welches Aufschlüsse über den Chlorideintrag bezogen auf die Nutzungsdauer geben soll. Zur Erstellung der Decke kommen zwei Schalwagen zum Einsatz. Diese arbeiten im Pilgerschritt. Der erste Wagen erstellt nur jede zweite Decke; in die entstehenden Lücken fährt anschließend der zweite Wagen ein und schließt diese. Herausforderungen bei der Planung waren zum einen die Berücksichtigung der geforderten Längs- und Querneigungen, zum anderen die Aufweitung des Tunnels in östlicher Richtung. Hierzu musste der Schalwagen in seiner Breite variabel ausgebildet werden. Das konnte dadurch gelöst werden, dass jeder Schalwagen aus zwei einzelnen Wagen besteht, die sowohl gemeinsam, als auch einzeln verzogen werden können. Grundgedanke ist, dass die beiden Wagen immer nahe der Tunnelwände verzogen werden. Der entstehende Zwischenraum muss anschließend örtlich beigeschalt werden. In Spitzenzeiten schafft es unser Baustellenpersonal vier Wandtakte und zwei Deckentakte in einer Woche herzustellen. Bisher befinden sich die Arbeiten im Terminplan, sodass wir davon ausgehen, dass diese seitens LEONHARD WEISS pünktlich abgeschlossen werden können.