BTU Die Eisenbahn-Klappbrücke über den Ziegelgraben im ... · PDF file1948 Einbau von Brückengeräten in allen 4 Brücken 1961 Ersatz der Brückengeräte durch permanente ... 23.06.2008

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Kolloquium Verkehrsplanung und Bahntechnik, 23.06.2008

BTU Cottbus

Die Eisenbahn-Klappbrücke über den Ziegelgraben im Zuge des Rügendamms

Untertitel:Besondere Ingenieurleistungen an einem Verkehrsbauwerk


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Kreideküste von Rügen

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BTU Cottbus Inhaltsübersicht

1. Zur Geschichte des Rügendammes

2. Der Rügendamm von 1936

3. Zerstörung und Umbauten 1945 – 1999

4. Die Eisenbahnbrücke über den Ziegelgraben von 2007

5. Der Neubau der Rügenbrücke im Zuge der B96

(2. Rügenanbindung)


BTU Cottbus Zeittafel

1240 Erste Erwähnung eines Fährbetriebes

1863 Erster Eisenbahnanschluss der Stadt Stralsund über die Strecke Berlin – Greifswald – Stralsund

1883 Eröffnung der Eisensbahnstrecke auf der Insel RügenFährverkehr Stralsund – Altefähr

2 Fährschiffe für maximal 3 GüterwagenBeförderung von 90.000 Personen im Jahr

1909 Eröffnung der Eisenbahnlinie Sassnitz -Trelleborg(Königslinie)

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Quelle: Google

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Entwurf 1914: 1200m lange kombinierte Brücke über den Strelasund


BTU Cottbus Tunnelvariante von 1928

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Unterwasserbaugrube

Tunnelgesamtlänge 2671 m

Bergmännisch über Stollenvortrieb 211 m

Offen zwischen Fangedämmen 335 m

unter Schutzdecke mit Wasserabsenkung 900 m

versenkte Eisenröhren mit Betonummantelung 550 m

Schildtunnel 675 m


BTU Cottbus Ab 1930: Weitere Planungen

Hochbrücken zu lange Dammstrecken

Tunnel Baugrundprobleme, sehr tiefe Lage führt zu sehr langen Rampen

Vorzugslösung: Klappbrücke

Bearbeitung einer gemeinsamen Lösung für Eisenbahn und Straße

„Die Reichsbahn stellte im Gegensatz zur Vorkriegszeit bei den Vorhaben für den Dammbau das allgemeine Verkehrsbedürfnis in den Vordergrund und die nicht unbegründeten Bedenken wegen Abwanderung des Verkehrs auf Kraftwagen bei gleichzeitiger Herstellung eines Straßendammes zurück“

- Gründung eines „Neubauamtes Rügendamm“ der Rbd Stettin für Straße und Schiene

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Veranschlagte Kosten: 15 Mio RM für Bahnanlagen11 Mio RM für Straßenanlagen

- Umverlegung der Schifffahrtsstraße vom Strelasund in den Ziegelgraben - Bau neuer Molen usw. im Hafen Stralsund

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Dammstrecke Festland

Ziegelgraben-brücke

Dammstrecke Rügen

Dammstrecke Dänholm

Strelasundbrücke

Gesamtlänge ca. 3 km

Inbetriebnahme der Eisenbahnstrecke 05.10.1936

Inbetriebnahme der Straße 13.05.1937nach Umbauten im Bereich Altefähr


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Straßen- und Eisenbahnklappbrücke im geöffneten Zustand


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Vollwandträger mit Trägerhöhen von ca.. 3,5 m Höhe

Stützweiten 52 – 29 – 52 m

Pylonhöhe ca. 20 m

Eisenbahn mit offener Fahrbahn, Hauptträgerabstand 5,70 m

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Festlandseitiges Dammabschlussbauwerk und Widerlager


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Mechanischer Antrieb, bei der Straßenbrücke noch

immer in Betrieb

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Ansicht Strelasundbrücke


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-Strelasund- und Ziegelgrabenbrücke der Reichsbahn gehörten zu den ersten voll geschweißten Großbrücken (1936) – geringe Erfahrungen

-Kriegsschäden (Kerben, Ermüdungsprobleme)

- Straßenbrücken als Nietkonstruktionen ausgebildet


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Sprengungen von Strelasund- und Ziegelgrabenbrücke im Mai 1945

- Absturz des Gegengewichtes an der Ziegelgrabenbrücke- bei beiden Brücken starke Zerstörungen des jeweils 1. Überbaus- Einbau von R-Geräten

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Zeittafel

1945 Sprengungen von Ziegelgraben-und Strelasundbrücke

1947 Wiederaufnahme des Eisenbahn über hölzerne Notbrücken

1948 Einbau von Brückengeräten in allen 4 Brücken

1961 Ersatz der Brückengeräte durch permanente Überbauten

1990 Auswechseln der Überbauten der Eisenbahnbrücke über den Strelasund

1992 Auswechseln der Überbauten der Eisenbahnbrücke über den Ziegelgraben (mit Pylon und Waagebalken)

1999 Auswechseln der Überbauten der Straßenbrücke über den Ziegelgraben (ohne Pylon, mit Waagebalken)


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Bild von Einschwimmen 19961 (C) einfügen

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Straßen- und Eisenbahnklappbrücke im geöffneten Zustand


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Sicht auf die Straßen- und Eisenbahnklappbrücke in Richtung Stralsund

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- Austausch der Überbauten der Strelasund- und Ziegelgrabenbrücke 1990 bzw. 1992

-Grundsätzliche Änderungen an der Ziegelgrabenbrücke

- Anordnung seitlicher Federbalken

- Oberleitung für V = 40 km/h ohne Schwenkausleger

- neue Schienenübergänge für 90km/h – schräg geschnittenen Schienenenden

Spitze: Ersatz der durch Kulissenplatten angetrieben beweglichen Übergänge

Wurzel: Ersatz des Stumpfstoßes

- Ersatz des Kurbelantriebes durch hydraulischen Antrieb

- Umbau in 6 Sperrpausen- Verformungen am Waagebalken, Störung des kinematischen Systems









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BTU Cottbus Übersichtsskizze


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Klappenwurzel Schienenauszug bei Übergang von Überbau III zum Damm Dänholm


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Brücke geschlossen

Schienenübergang an der Klappenspitze

Sensoren für Endlagenüberwachung

Öffnungsvorgang

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Fachplanung Fahrleitungsanlage


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Schnittstelle Oberleitung Überbau II zu Überbau III

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- Einsatz von Kunststoffisolatoren - maximale Abstandsänderung +/- 1 cm- Überhöhungen für reale Betrieblastenzüge- Querschnittsäquivalent der Stromschiene gegenüber Cu 1288 mm²


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Schienen-Übergang

Überwachung durch SPS / Starkstromtechnik

Freigabe an LST - Schnittstelle

Ziegelgrabenbrücke

LST – Technik: Überwachung Schienenübergang

??

-SPS/Starkstromtechnik muss sicherheitstechnische Prinzipien der LST einhalten, auch bei eventuellen Änderungen

Schienen-Übergang

Überwachung durch SPS / Starkstromtechnik

Freigabe an LST-Schnittstelle

Direkte LST-Überwachung

Andere Konzepte (z. B. Peenebrücke Wolgast)‏

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Straßenseitiger Klappenkeller Lagesensor, Überbauspitze Werftseite


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Hydraulikanlage

Fachplanung Technische Ausrüstung

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BTU Cottbus Randbedingungen für die Neuplanung 2007

- Verzicht auf Gleichlaufsteuerung, deshalb Änderung der Steifigkeitsverhältnisse Klappe –Waagebalken

- Gewährleistung des Ein-Zylinder-Betriebes

- Trennung von Steuerung der Straßenbrücke

- Bearbeitung auf Grundlage der DIN-Fachberichte und des Entwurfes der ZTV Bewegliche Brücken (ZTV-ING Teil 9 Abschnitt 6)


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Berechnungsmodell – Klappvorgang ϕ = 0°


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Messungen an den Zugstangen 2001

Quelle: DB Netz, NBI 11, Magdeburg

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BTU Cottbus ZTV-ING Teil 9 Abschnitt 6 „Bewegliche Brücken“

Besondere Lastannahmen, z.B.

- Verschmutzung- Massenkräfte aus planmäßigen Bewegungsvorgängen- Antriebskräfte- Schräglauf- Reibung / Erhöhte Lagerreibung- Wind- Puffer (Rückstellkräfte)- Verriegelung (Mindestspitzendruck) und Zentrierung- Kein Schiffsstoß auf den Überbau


BTU Cottbus Festlegungen zu den Windlastannahmen

Grund:

• fehlende Regelungen in der Ril 804 für Klappbrücken,

• fehlende Regelungen im DIN-FB 101 für Klappbrücken.

Daher:

gesonderte Festlegungen während der Entwurfsplanung

• den Klappvorgang(Zweizylinderregelbetrieb, Einzylindernotbetrieb),

• die verriegelte Hochlage.

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Ermittlung der Extremwerte des Windes am Standort Stralsund Quelle: IfGDV Greifswald, 2005


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Überschreitenswahrscheinlichkeit für extreme Windlasten: 1,19 E-8

Für den Fall :Infolge Störung muss ein Verriegelung in der Hochlage erfolgen, wobei gleichzeitig eine Windstärke größer als 11 auftritt.

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Querschnitt Klappe Feldbereich

Querschnitt Klappe im Endquerträgerbereich


BTU Cottbus Zugstangen- / Hilfszugstangenlager oben

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Übersichtsplan

BAB A20 und B 96 “Rügenzubringer”

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Übersichtsplan für Variantenvergleich 2. Rügenanbindung

Quelle: SBA Stralsund 1995


BTU Cottbus 2. Rügenanbindung im Zug der B 96

- 1998 Trennung von Ortsumgehung Stralsund und 2. Rügenabindung- Ortsumgehung Stralsund wird durch SBA Stralsund umgesetzt- Für die 2.Rügenabindung wird die Mittelvarariante als Vorzugslösung herausgearbeitetund weiter von der DEGES geplant

- 1999 Vertiefter Variantenvergleich: Brücke oder Tunnel

Eckdaten Rügenbrücke

- Gesamtlänge mit Dämmen 4.097 m- Gesamtläng der Brücke 2.831 m - Querschnitt RQ 15,5- Teilung in BW 1.1 Vorlandbrücke Stralsund 327,5 m

BW.1.2 Vorlandbrücke Stralsund 317,0 mBW 2 Ziegelgrabenbrücke 583,20 m

Hauptfeld 198 mBW 3 Vorlandbrücke Dänholm 532,3 mBW 4 Vorlandbrücke Strelasund 532,2 mBW 5 Strelasundbrücke 539 m

Quelle: DEGES-Broschüre 2007.

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Computersimulation aus PlanungsphaseQuelle: DEGES 1999


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Hochbrückenvarianten- Von ursprünglich 9 Varianten Reduktion auf 3 Lösungen- Gesamtlänge 2.822 m - Längsneigungen maximal 4 %- ursprünglich 2 Fahrstreifen, endgültig 3 Streifen mit Wechselsignalisierung- Lichte Höhe 42 m

- Balkenbrücke , Stützweite 160 m- Bogenbrücke , Stützweite 300 m- Seilverspannte Brücke (Schrägseilbrücke) , Stützweite ursprünglich 175 m , jetzt 198 m

Tunnelvarianten

-Bearbeitung von zwei Tunnellösungen - Absenktunnel: Länge 980 m- Schildtunnel Länge 1060 m

- Umfangreiche Tunnelausrüstung und Notausstiege - Bewertungskriterien waren u.a.:- Unterwasserverbau bei Absenktunnel, Beeinflussung des alten Rügendammes - Umwelt: Schadstoffe, Heringszug- Baustellenenrichtungen im Stadtgebiet - spätere Betriebskosten

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BTU Cottbus Vorzugslösung Schrägseilbrücke

- 8 Seilebenen in Harfenform

- erstmalige Anwendung von Litzenbündel in Deutschland (bisher vollverschlossene Seile)

- Überbau als 3-zelliger Stahlhohlkasten

- Pfeiler in Tropfenform – architektonisch bedingt, Verringerung des Windwiderstandes

- selbstverdichtender Beton bei Vorlandbrücken ( Anschluss der Y-Stützen)

- Windabweisende Gesimskonstruktion ermöglicht Verkehr auch bei großen Windstärken

- Aufhaltestufe H4b der Schutzplanken

- Baubeginn: August 2004 Inbetriebnahme: Oktober 2007

Quelle: Stahlbau 75(2006)2; Die Zweite Strelasundquerung, Otto u.a.


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Bild (D) von Broschüreeinfügen

Quelle: Broschüre Klepin/Mandelkow 2007.

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Schutzplanken und windabweisende Geländer



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Y-Stütze im Bereich der Vorlandbrücke Stralsund


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Rügenbrücke, Herstellung der Unterbauten, Blick in Richtung Stralsund, 2005

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Rügenbrücke, Herstellung der Unterbauten, Blick in Richtung Rügen, 2005


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Ansicht aus dem Bereich der Hafenbahn, Januar 2007

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