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Der sogenannte Hochmoselübergang bei Zeltingen überquert das Moseltal in schwindelerregender Höhe und stellt in mancherlei Hinsicht eine ingenieurtechnische Spitzenleistung dar

Gemessen an der Länge des Zeitraums zwischen dem Aufkommen der ersten Planungen bis hin zur kurz bevorstehenden Freigabe für den öffentlichen Verkehr hat sich der Bau des Hochmoselübergangs gut 50 Jahre hingezogen. Bereits der frühere rheinland-pfälzische Verkehrsminister Heinrich Holkenbrink hatte den Bau einer Brücke hoch über dem Moseltal ins Gespräch gebracht, um eine leistungsfähige Truppenaufmarschstraße zwischen den Nordseehäfen und den Militärflugplätzen im Hunsrück und im Rhein-Main-Gebiet zu schaffen. Doch kaum aus dem anfänglichen Planungsstadium herausgekommen, wurde das Projekt kurz darauf vom damaligen Bundesverkehrsminister Georg Leber aus Kostengründen verworfen. Auch wenn in der Folge Gedankenspiele um einen großen Brückenschlag über das Moseltal offenbar nicht mehr aus der Welt zu schaffen waren, bedurfte es eines neuen Anlaufs, der mit der Wucht eines großen Wurfs daherkam und mit der „Vollendung einer Verkehrsachse von europäischer Bedeutung“ argumentierte.
Diesmal klappte es. Anknüpfen konnten die Planer an verkehrswirtschaftliche Untersuchungen aus den frühen 1970er-Jahren, die den idealen Korridor für eine Moselquerung im Umfeld der Ortschaften Ürzig und Zeltingen lokalisierten. Im Jahr 2000 ergingen die Planfeststellungsbeschlüsse für den Bau der neuen Brücke und die Neubaustrecke der über sie zu führenden Bundesstraße B50, im April 2010 wurde das Bauvorhaben öffentlich ausgeschrieben und Ende 2011 setzten die Bauarbeiten ein. In bislang beispiellosem Umfange fanden im Umfeld der Planungen Belange des Naturschutzes Berücksichtigung. Durch Aufforstung und andere Aufwertungsmaßnahmen wurden zahlreiche Ausgleichsflächen für den Bau der neuen Streckenführung geschaffen, in deren Verlauf die beachtliche Zahl von 12 Grünbrücken für den Wildwechsel über die vielbefahrene Straße hinweg entstanden.
Im Zentrum der Gesamtmaßnahme jedoch stand ein Bauwerk von stattlicher Größenordnung: Eine exakt 1702,35 Meter lange Brücke, die das Moseltal in einer Höhe von 160 Metern überqueren würde. Der Bau von Brückenbauwerken dieser Dimension steht in Deutschland nicht gerade auf der Tagesordnung und fand daher auch in den Medien hinreichende Beachtung. Kurz vor der feierlichen Eröffnung wirft auch der PROTRADER einen Blick auf den neuen Hochmoselübergang, bei dessen Entstehung zahlreiche neue Verfahrensweisen zur Anwendung kamen und sogar ein Weltrekord aufgestellt wurde.

Ein Bauverfahren bricht mit Konventionen

Gegenüber der beim Bau von Bauwerken dieser Größenordnung oder noch größeren Brücken gewohnten Fertigstellung unterschiedlicher Bauwerkskomponenten mit einem von unten nach oben erfolgenden Baufortschritt sah die Bauplanung des Hochmoselübergangs nicht zuletzt aus Kostengründen einen in mancherlei Hinsicht grundverschiedenen Ablauf vor. Durch eine stattdessen von Ost nach West voranschreitende Abfolge der Fertigstellung der Bauwerkskomponenten, so hatte sich bereits in der Planungsphase herauskristallisiert, würde man hinsichtlich des Einsatzes von Ressourcen nämlich erhebliche Einsparungen erzielen können. Entsprechend sollten etwa die insgesamt zehn erforderlichen Betonpfeiler nicht simultan, sondern paarweise fertiggestellt und daher auch nur der Einsatz von zwei Kranen und zwei Kletterschalungen nötig werden – was sowohl bei der Schalung als auch bei den eingesetzten spitzenlosen Wolff-Laufkatzenkranen letztlich auch ein dreimaliges Umsetzen bedeutete.

In die Tiefe getrieben

Obwohl zeitlich den meisten anderen Arbeiten deutlich vorgelagert, spiegelte bereits die Abfolge der Gründungsarbeiten dieses Konzept eines sukzessiven Fortgangs der Fertigstellung des Bauwerks vom Widerlager auf der Hunsrückseite aus in Richtung Moselufer fortschreitend und dann den deutlich steileren Hang zur Eifel hinauf wider.
Ende Oktober 2012 in Angriff genommen, begannen die Bohrarbeiten für Gründungspfähle nach Anlage des Areals für die Stahlbauarbeiten zunächst bei den unmittelbar daran anschließenden Pfeilern auf östlicher Seite und wurden nach ihrem Abschluss im Januar 2015 auf der westlichen Seite im wesentlich steileren Ürziger Geröllhang fortgesetzt. In gleicher Richtung vollzog sich ebenfalls der Bau der beiden Widerlager der künftigen Brücke, von denen dasjenige auf der Eifelseite wegen der weitaus anspruchsvolleren geologischen Bedingungen eine aufwändige Tiefgründung erforderte.
Die von Generalunter­nehmer Porr beauftragte Demler Spezialtiefbau erstellte dabei insgesamt 98 Bohrpfähle in den Durchmessern 1,8 und 2 Meter, die bis zu 52 Meter tief in die Erde reichen. Die oberen Enden der Bohrpfähle wurden anschließend an jedem Pfeilerstandort mit einer sogenannten Pfahlkopfplatte verbunden. Auch wenn davon später nicht mehr allzuviel zu sehen ist: Die Fertigstellung eines solchen Bauteils ist eine echte logistische Herausforderung: An die 1000 Kubikmeter Beton verschlingt ein solcher Koloss. Rund 150 Betonmischer müssen das Material eng getaktet anliefern. Zuvor wurden gut und gerne 170 Tonnen Bewehrungsstahl in der Schalung verbaut. Stattliche 12 Stunden Hochspannung sind
beim Betonieren jedes dieser enormen Bauwerksteile garantiert!

Grazile Schönheit in Beton

Kaum weniger anspruchsvoll gestaltete sich der Bau der zehn Pfeiler, die mit Hilfe zweier Kletterschalungen erstellt wurden. Herausforderung war dabei insbesondere die während des nach oben voranschreitenden Baufortschritts notwendige kontinuierliche Anpassung der Schalung, um ihrer komplexen geometrischen Form gerecht zu werden. An der schmalen Seite sind die Pfeiler nämlich einer kontinuierlichen Verjüngung unterworfen, während sie in der Breite eine Taillierung aufweisen, die immer auf gleicher Höhe 47,5 Meter unterhalb der Pfeileroberkanten ihr Minimum erreicht. Dabei ebenso zu berücksichtigen war die Einhaltung der vorgegebenen Wandstärken der innen im einzelligen Hohlkastenquerschnitt ausgeführten Stützen, die zwischen nur 0,30 und maximal 0,60 Meter variiert.
Betoniert wurde in fünf Meter hohen Abschnitten, weswegen für die beiden in unmittelbarer Ufernähe platzierten, rund 150 Meter hohen Pfeiler bis zu 30 Einzeltakte erforderlich waren. Bei einer Dauer zwischen zehn und vierzehn Tagen für die Fertigstellung eines Abschnittes zog sich ihr Bau mit rund 400 Tagen demnach am längsten hin. Insgesamt 40.000 Kubikmeter Beton wurden beim Bau der Pfeiler verarbeitet.
Bereits während der Betonierung der einzelnen Stützen, mehr aber noch nach ihrer Fertigstellung, galt es unterdessen, möglicherweise auftretende, etwa aus den Zwischenstadien des Baufortschritts resultierende, labile Zustände der Pfeiler oder anderer Bauwerkskomponenten zu identifizieren und ihnen mit geeigneten Maßnahmen zu begegnen. Bei Windkanalanalysen unterschiedlicher Bauwerkskomponenten stieß man beispielsweise auf die Anfälligkeit der unter Maßgabe einer möglichst dezenten Erscheinung entwickelten Pfeilergeometrie gegenüber wirbelerregten Querschwingungen.
Die gewonnenen Erkenntnisse fanden speziell bei den hohen Pfeilern nicht nur in der Dimensionierung des Baukörpers und der Ausführung der Gründung ihren Niederschlag, sie gingen vor allem auch in die Entwicklung spezieller Gegenmaßnahmen ein. So sorgten beispielsweise eigens zu diesem Zweck außen an den Pfeilern 3 bis 7 montierte Gerüstkuben für eine erhebliche Reduzierung der Luftverwirbelungen und dadurch für eine weitaus geringere Schwingungsneigung.

Über sich hinaus gewachsen

Sah der vom Landesbetrieb Mobilität Rheinland-Pfalz erarbeitete Entwurf der Brücke für die zur Überquerung des rund 1700 Meter breiten Moseltals notwendigen insgesamt 10 Pfeiler eine Ausführung in konventioneller Betonbauweise vor, sollte der Überbau von vornherein durch eine relativ leichte Stahlkonstruktion erfolgen. Im nahegelegenen Saarland gegossen, fiel die anschließende Verarbeitung des Rohstahls je einem Unternehmen in Hannover und im Elsass zu. Dort entstanden die rund 900 vorgefertigten Komponenten, die schließlich auf dem für diesen Zweck errichteten, rund 300 Meter langen Vormontageplatz auf der Hunsrücker Talseite zunächst zu insgesamt 82 Schüssen montiert wurden. Das zentrale Element jedes dieser Abschnitte bildet ein 11 Meter breiter Hohlkastenträger, der in Querrichtung von zwei 9 Meter breiten Seitenfeldern flankiert wird. Mit Hilfe dieser über Diagonalträger abgestützten Seitenfelder entsteht auf der Oberseite die für einen vierstreifigen Verkehr erforderliche 29 Meter breite orthotrope (längs- und querversteifte) Fahrbahnplatte.
Nachdem im Herbst 2013 auf dem hinteren Bereich des Montageplatzes die ersten sieben Schüsse zusammengefügt waren, konnten sie auf Hydraulikschlitten durch die in unmittelbarer Nähe zum östlichen Widerlager gelegene Korrosionsschutzhalle hindurch erstmals 83 Meter weit in Talrichtung verschoben werden. Während in der Korrosionsschutzhalle entlang der Schweißnähte die noch fehlende Grundierung sowie im Ganzen die endgültige blaue Lackschicht aufgetragen wurde, konnte am talabgewandten Bereich des Platzes bereits die Montage der nächsten Schüsse erfolgen. Mit Abschluss eines zweiten, nunmehr bereits 118 Meter weiten Schiebetakts reichte die Konstruktion im Juni 2014 schließlich bis unmittelbar an den Talrand heran. In ähnlicher Weise vollzog sich sukzessive voranschreitend letztlich der Bau der gesamten rund 25.000 Tonnen schweren Tragwerkskonstruktion, die über das östliche Widerlager und die zehn über die Breite des Moseltals verteilten Pfeiler hinweg mit einem Längsgefälle von 0,53 Prozent Richtung Eifel verschoben wurde.
Auch für diesen Arbeitsschritt waren in der Planungsphase in zahlreichen Simulationsreihen die maximal verantwortbaren Biegebeanspruchungen der Pfeiler ermittelt worden. Ein derart massiges Bauteil, so stellte sich dabei heraus, würde von einem einzigen, entsprechend leistungsstarken Antrieb über die Pfeiler geschoben, aufgrund der entstehenden Reibung in jedem Fall zu einer Überschreitung der zulässigen Lastwerte führen. Das geplante Taktschiebeverfahren würde demnach eine Ausstattung jedes Pfeilers mit einem eigenen Schubantrieb, einer sogenannten Verschubbalkenkons­truktion, erfordern.

Der Takt als Maß der Dinge

Doch was sind eigentlich die entscheidenden Determinanten dieses etwa auch beim Bau des Viaduktes von Millau angewandten Taktschiebeverfahrens? Hier wie dort allein aufgrund der zu bewältigenden Höhe unumgänglich, umschreibt der Fachbegriff zunächst nichts anderes als den Einschub eines als Stahlkonstruktion ausgeführten und sukzessive montierten Brückenträgers von einer Talseite her über die Pfeiler hinweg in Richtung der gegenüberliegenden Hanglage.
Von besonderem Interesse ist dabei vor allem die während des Verschubs zwangsläufig mehrmals eintretende Situation eines in zunehmendem Maße weit auskragenden Brückenträgers, die erst ihr Ende findet, wenn durch eine Fortsetzung der Schubbewegung irgendwann der
nächstfolgende Pfeiler erreicht wird. Damit es dabei nicht zu unkontrollierbaren, durch das unvermeidbare Durchbiegen verursachten Verformungen des Bauteils kommt, musste vor dem Startschuss für die dritte Verschubphase, welche den Überbau erstmals über eine 117,86 weite Lücke zwischen dem Widerlager und dem ersten Pfeiler führen würde, über dem Hohlkastenträger ein sogenannter Hilfspylon errichtet werden. Der aus vier dicken Stahlrohren bestehende, 83 Meter hohe Mast begrenzte mit seiner vorgespannten Litzenabspannung die nicht unterstützte Kragweite des Trägers auf ein Maß von etwa 90 Metern und setzte einer Verformung des Überbaus daher enge Grenzen. Um die durch die Litzen ausgeübte Vorspannung der jeweiligen Stützweite anzupassen, wurde unter dem Pylon zudem eine Reihe von 700-Tonnen-Hydraulikpressen angebracht, die bei entsprechender Druckbeaufschlagung einen Teil der Konstruktion sogar in Maßen nach oben zu biegen in der Lage waren.
Trotz dieser Hilfskonstruktion ließ sich beim Überschieben allerdings eine Durchbiegung des nicht abgespannten, ca. 90 Meter langen Überbauendes und daraus resultierend ein Höhenversatz nicht vermeiden. Im Falle des mit 209,25 Metern weitesten Brückenfelds direkt über der Mosel lag dieser Höhenversatz immerhin bei stattlichen 1,85 Metern! Mit dem Überschub eines so großen Abstands zwischen zwei Pfeilern wurde bei den Bauarbeiten zugleich ein neuer Weltrekord aufgestellt. Allerdings handelte man sich mit dieser ingenieurtechnischen Meisterleistung auch ein handfestes Problem ein.
Wie wollte man eine in Längsrichtung gleitende Lage­rung des aufgrund des großen Abstands nur knapp über den Pfeilerkopf hinwegreichenden Überbaus gewährleisten, die ja nur durch den Einbau der dafür zuständigen, in etwa zweieinhalb Meter hohen Ver-schubbalkenkonstruktion zwischen dem Pfeilerkopf
und der Unterseite des Tragwerks erreicht werden konnte? Klare Sache! Für die durch die Durchbiegung des Tragwerks verloren gegangene Höhe an seiner Unterseite musste beim Erreichen des Pfeilers ein Ausgleich geschaffen werden.
Diesen Job übernahmen zwei temporäre, zwischen Pfeiler und Überbau eingebaute Hydraulikpressen, welche die Stahlkonstruktion auf das erforderliche Niveau anhoben. Anschließend konnte über die am vorderen Ende des Überbaus angebrachte Hubeinrichtung die jeweilige Verschubbalkenkonstruktion auf den Pfeiler gehoben werden. Die ersten beiden Schubtakte auf dem Montageplatz mitgerechnet, war schließlich nach 12 Schüben der letzte Pfeiler erreicht und der letzte Verschubbalken eingebaut. Mit dem abschließenden 13. Schub erreichte die Tragwerkskonstruktion am Ende das Widerlager auf der Eifelseite des Moseltals und damit ihre endgültige Position.
Das Verfahren als Ganzes allerdings war an diesem Punkt lange noch nicht abgeschlossen. Denn nun mussten die Verschubbalken wieder ausgebaut und der Stahlüberbau auf seine endgültigen Lager abgesetzt werden. Ein höchst anspruchsvoller Arbeitsschritt, der Pfeiler für Pfeiler das erneute Anheben des Brückenträgers, die Demontage der Verschublager und ihren Abtransport durch das Innere des Hohlkastenträgers erforderte. Der Ausbau der Teile und das Absenken des Überbaus um 2,40 Meter folgte unterdessen einem exakt kalkulierten Schema. Zuerst wurden die Verschubeinrichtungen der Pfeiler 4 und 5, anschließend der Pfeiler 3 und 6 und schließlich jene der verbliebenen Pfeiler ausgebaut.
In den Zwischenstadien ergab sich beim Blick entlang der Brücke so mitunter das haarsträubende Bild einer völlig verbogenen, keineswegs geradlinig über das Moseltal hinweg verlaufenden Fahrbahn. Verstärkt wurde dieser Eindruck noch von den konstruktiv gewollten, vor dem Aufbringen des Fahrbahnbelages noch deutlich sichtbaren Überhöhungen zwischen den einzelnen Pfeilern, die praktisch wie eine Vorspannung wirken. Beim Segment mit der größten Spannweite, direkt über der Mosel, beträgt die Überhöhung immerhin 0,56 Meter!

Hang zum Eigenleben

Ende 2013, als die Bauarbeiten längst im Gange waren, verzeichnete das rheinland-pfälzische Landesamt für Geologie bei den am Westhang des Moseltals installierten Inklinometern beunruhigende Messwerte. An diesem Hang zur Eifel hinauf an zahlreichen Stellen in bis zu 100 Meter tiefen Bohrungen montiert, registrierten diese hochempfindlichen Messinstrumente in etwa 22 Meter Tiefe eine schleichende Kriechverformung des erfassten, sehr steilen Geländes um bis zu 0,6 Millimeter im Jahr. Als Ursache war die bei geologischen Erkundungen im Vorfeld des Baus in etwa dieser Tiefe lokalisierte Mylonitschicht, ein Gefüge mit sehr geringer Scherfestigkeit, schnell ausgemacht. Die Meldung ging durch die Presse und zog in der Folge eine viel beachtete juristische Auseinandersetzung um die Frage nach der Standsicherheit des Bauwerks nach sich.
Die registrierte Bewegung unterdessen war, wie fortgesetzte Messungen ergaben, nach zwei Jahren in etwa zeitgleich mit dem Beginn der Gründungsarbeiten auf dieser Seite des Moseltals wieder zum Stillstand gekommen. Doch bereits wenige Monate nach dieser Messung hatte die Landesregierung ein geologisches Gutachten in Auftrag gegeben, das im Ergebnis vorsorgliche zusätzliche Sicherungsmaßnahmen nahelegte.
Konkret sah die Empfehlung eine zusätzliche Sicherung des Hangs zwischen den Brückenpfeilern 2 und 3 durch zwei Reihen von je drei rückverankerten Schachtbauwerken, sogenannten Dübelschächten, vor. Diese voluminösen Bauwerke mit einem Durchmesser von sechs Metern und einem Meter Wandstärke sollten bis zu 39 Meter tief in die Erde reichen und damit eine starre Verbindung zwischen dem Boden unter- und oberhalb des rutschgefährdeten Gefüges schaffen. Schließlich würden die jeweils drei Dübelschächte einer Reihe an ihrem Kopf mit einem durchgehenden Betonbalken verbunden, der wiederum durch eine ganze Reihe schräg in den Berg getriebener, etwa 50 Meter tief reichender Stahlanker gesichert wird.
Der Baubeginn für diese Sicherungsmaßnahme musste allerdings zunächst zeitlich nach hinten verschoben werden, da am Eifelhang inzwischen die Bohrarbeiten für die Gründungspfähle der Brückenpfeiler im Gange waren.

Glanzpunkt oder Schandfleck?

Ist auch die Diskussion um etwaige Rutschgefahren des Eifelhanges wieder verstummt, wird die Auseinandersetzung über das Für und Wider der Brücke nach wie vor kontrovers geführt. Immerhin durchschneidet das gigantische Bauwerk das Moseltal in einem der schönsten Abschnitte. Insofern stellt sich schon die Frage, warum bei der Planung zwar die technische, nicht aber die architektonisch-gestalterische bzw. landschaftsarchitektonische Seite Berücksichtigung fand, wie es angesichts der Größe und Lage des Projekts an sich nahegelegen hätte, und beispielsweise bei der in mancherlei Hinsicht vergleichbaren Brücke über das Tarntal bei Millau der Fall war.
Hinsichtlich der Gestaltung gab es bei der Ausschreibung für den Hochmoselübergang nur eine einfache Vorgabe: Transparent, optisch zurückhaltend und wenig störend sollte das Bauwerk ausfallen. Das Düsseldorfer Ingenieurbüro Schüßler-Plan entsprach dem mit einer Brücke, deren zehn Pfeiler im Volumen so weit wie möglich reduziert sind und deren Überbau geradezu zu einem Strich in der Landschaft avanciert. Inwieweit die ursprüngliche Vorgabe eines unauffälligen Baukörpers erreicht wurde, liegt letztlich im Auge des Betrachters. Nicht vergessen werden sollte dabei allerdings auch die Bewertung des Brückenschlags durch die Anwohner, die offenbar mehrheitlich die mit dem Bauwerk künftig einhergehende Entlastung vom Lkw-Verkehr und die Aussicht auf die Zunahme des Tourismus begrüßen. Alles in allem hat der Bau der neuenBrücke rund 480 Millionen Euro gekostet.