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Rethebrücke Hamburg

Stefan Hesse

AUSZEICHNUNG

Erläuterungsbericht von Ingenieurbüro Grassl GmbH zur Einreichung beim 'Preis des Deutschen Stahlbaues 2018'

Nutzung
Die Rethequerung liegt am südlichen Rand des inneren Hafengebietes und erfüllt verkehrlich eine wichtige Funktion als Hauptstraßenverbindung von/nach Süden in Richtung Harburg zur Autobahn A1 und zur 2. Süderelbquerung über die Kattwykbrücke Richtung A7. Eine überörtliche Bedeutung hat die Querung auch als Alternative für Hafenverkehre, die nicht die stark belastete und gelegentlich gesperrte Köhlbrandbrücke nutzen können. Auch für anliegende Hafenbetriebe ist die Rethequerung unabdingbar. Die Ansiedlung neuer Gewerbebetriebe auf der Hohen Schaar in den letzten Jahren macht die wirtschaftliche Bedeutung dieses Hafenstandortes deutlich. Daher war dieser auch zukünftig mit einer leistungsfähigen Verkehrsinfrastruktur an das Straßennetz des Hafens anzubinden.

Foto: Grassl GmbH

Die vorhandene Rethe-Hubbrücke verbindet die Straßen Rethedamm nördlich der Brücke mit der Hohe-Schaar-Straße im Süden. Nördlich der Rethe-Hubbrücke kreuzt die Hafenbahn im Bahnübergang (BÜ) 509 eingleisig den Rethedamm in Richtung Bahnhof Hamburg Süd bzw. VOPAK. Das Gleis der Hafenbahn liegt auf der östlichen Seite der Rethe-Hubbrücke. Südlich der Rethe queren die Gleisanlagen der Hafenbahn die Einmündung des Eversween in die Hohe-Schaar-Straße im BÜ 512 und zwischen Eversween und Blumensand befindet sich der eingleisige BÜ 511 für die Verbindung Bahnhof Hohe Schaar – Kalikai.  

Aufgrund des schlechten Bauwerkszustandes der Rethe-Hubbrücke und der zu geringen Durchfahrtsbreite wurde entschieden, ein neues, modernes bewegliches Brückenbauwerk zu errichten. 

Eine nutzungsbedingte Besonderheit ist die parallele Überführung von Straße und Schiene in einem Bauwerk. Dies stellte besondere Anforderungen an die planenden Ingenieure.  

Durch die Anordnung von 4 Brückenklappen können beide Verkehrsträger unabhängig voneinander das Bauwerk nutzen. Dadurch optimiert sich die für den Hamburger Hafen so lebenswichtige Verfügbarkeit der Infrastruktur. 

Gestaltung
Das Brückenensemble aus Klappbrücke, Vorlandbrücke und der südlich anschließenden Straßenbrücke über die Gleise hat eine Gesamtlänge von ca. 450 Metern. Vor diesem Hintergrund kommt der Gestaltung dieses Ingenieurbauwerkes besondere Bedeutung zu. Gestalterische Sorgfalt bis ins Detail wertet die Brücke ihrer Bedeutung entsprechend auf. Sich über die gesamte Länge des Brückenbauwerks wiederholende Elemente, Farben und Materialien schaffen ein in sich geschlossenes Bild. Der an den südlichen Klappenpfeiler der Brücke angedockte Steuerstand und das Betriebsgebäude im Nordosten der Brücke ergänzen den Brücken- und Straßenbau in hochbaulicher Form. Der Heterogenität der Umgebung wird eine klare Formensprache mit reduzierten Farben und ruhigen Oberflächen entgegengesetzt. Die Oberflächen sollen in erster Linie Aufschluss über das Material geben, was dem Gesamtbild etwas Selbstverständliches gibt. Die Betonflächen erhalten durch eine Brettschalung eine gleichmäßige, kleinteilige Oberfläche. Die Brettschalung wurde mit einer gehobelten und gewässerten Oberfläche hergestellt, die Schalbretter mit vollen Kanten stumpf gestoßen. Es entstand somit eine dezente Holzmaserung bei einer insgesamt glatten Oberfläche, die das Monolithische der Baukörper betont.

Foto: Stefan Hesse

In der Seitenansicht des Brückenbauwerks wird die Linie der Kappen der Vorlandbrücken in den Randträgern der Wartungsstege der Stahlbrücken aufgenommen. Dieses durchlaufende Band zeichnet den Verlauf der Brücke nach und bindet die Abschnitte zu einer Einheit zusammen. An den Klappenpfeilern setzt eine auf Unterkante des „Bandes“ angeordnete Fuge im Beton die Linie fort. Nördlich der Klappbrücke werden Straße und Gleise durch eine entsprechende Ufermodellierung mit Hilfe von Uferwänden bis zur eigentlichen Brücke herangeführt. Die Linie entlang des Brückenverlaufs wird hier durch den die Spundwände nach oben abschließenden Holm fortgeführt. Alle Stahlteile wurden mit Eisenglimmerfarbe (DB 701) in einem mittleren Grauton gestrichen. Die im Licht schimmernde Oberfläche gibt einen Aufschluss über das Material Stahl und ist im weiteren Unterhalt der Brücke sehr beständig. Innerhalb der bunten und unruhigen Umgebung zwischen Industrie und Natur ist die Stahlfarbe bewusst dezent gewählt. Die in den Klappenpfeilern sowie in den Körpern des Steuerstandes und des Betriebsgebäudes wiederkehrende Materialität und Oberflächenbeschaffenheit fasst die Elemente zusammen und betont das Bild der Zusammengehörigkeit der Gesamtanlage. Die nur gering variierende Farbigkeit der Bauteile und Materialien trägt zur Verstärkung dieses Eindrucks bei. Zur Betonung der Besonderheit der beweglichen Brücke wurden in die Seitenwände der Klapppfeiler runde Leuchtkörper eingelassen. Sie markieren die Drehachse des Öffnungsmechanismus. Auch in geschlossenem Zustand geben sie einen dezenten Hinweis auf diese besondere Eigenschaft der Klappbrücke. Der flache Baukörper des Betriebsgebäudes liegt langgestreckt entlang der Straße nordöstlich der Rethebrücke. Die Außenhaut aus Beton greift die Materialität der Klappenpfeiler der Brücke auf und markiert die Zugehörigkeit zum Gesamtbauwerk. Auf der Straßenseite zeigt sich der Baukörper mit einer Lochfassade mit nur wenigen Öffnungen zurückhaltend und geschlossen. Eine Konkurrenz zu der offenen Form des Fachwerks der Klappbrücke in direkter Nachbarschaft wird bewusst vermieden. Der Steuerstand, von dem aus das Öffnen und Schließen der Klappbrücke ausgelöst und überwacht wird, ist an das südliche Widerlager angedockt. Er entwickelt sich geradezu aus dem Widerlager heraus und bildet mit ihm einen markanten, skulpturalen Körper. Der stark senkrecht orientierte Baukörper wirkt als Solitär und bildet gleichzeitig einen Gegenpol zu dem horizontal liegenden Körper des Betriebsgebäudes. 

Konstruktion
Mit einer Spannweite von 104,20 m ist die Rethebrücke im Hamburger Hafen eine von Europas größten Doppelklappbrücken für den Straßenverkehr und die größte Doppelklappbrücke Europas für den Bahnverkehr. Sie setzt sich zusammen aus den beweglichen Brücken und den anschließenden Vorlandbrücken. Straße und Hafenbahn haben getrennte Überbauten erhalten, die je Achse auf gemeinsamen Unterbauten aufgelagert werden. Die beweglichen Brücken sind als zweiflügelige Klappbrücken in Stahlbauweise ausgebildet und haben ein Gewicht von jeweils ca. 1100 Tonnen. Aufgrund der schiefwinkligen Brückenachse und der mit dem Oberhafenamt abgestimmten nautisch erforderlichen Durchfahrtsbreite von 64 m ergibt sich eine Stützweite der beweglichen Brücke von etwa 104 m. Die Querschnittsbreiten wurden anhand der Anforderungen von Straße und Hafenbahn festgelegt. Die Gesamtbreite der Straßenbrücke zwischen den Geländern beträgt ca.13,75 m, die der Bahnbrücke ca. 10,20 m. Der Querschnitt der Straßenbrücke ist geschlossen (als orthotrope Platte) und der Querschnitt der Bahnbrücke offen vorgesehen. Dementsprechend erhielt die Straßenbrücke eine Längsentwässerungsleitung. Die Konstruktionsunterkante der Klappbrücke liegt im geschlossenen Zustand wie bisher bei ca. NN + 6,15 m. In geöffneter Stellung wird eine unbegrenzte Durchfahrtshöhe ermöglicht.

Im Bereich der Klappenspitze sind die Hauptträger als Kastenträger ausgebildet. Ca. 15,0 m weitet sich der Kastenträger zu einem Fachwerkträger auf. Bis auf die Diagonalen ist der Hauptträger als dichtverschweißter Hohlkasten ausgebildet. Von der Klappenspitze weitet sich die Konstruktionshöhe von 2,0 m auf 12,0 m am Hochpunkt der Brücke über dem Drehlager auf. 

Die Unterbauten der Klappbrücken werden als Klappenpfeiler bezeichnet und wurden als Stahlbetonkonstruktion geplant. Die Gründung erfolgte als tiefgelegte Flachgründung. Der Klappenpfeiler dient außerdem zur Aufnahme einiger maschinenbaulicher und elektrotechnischer Anlagen. Die Fahrbahnplatten für Straße und Bahn werden im Bereich der Klappenkeller als WIB-Konstruktion (Walzträger in Beton) vorgesehen. Die Lagerung der Schienen auf der Klappbrücke erfolgte auf Stahlschwellen. Im Vorlandbereich, auf dem Klappenkeller und auf den Vorlandbrücken wurden Stahl oder Holzschwellen im Schotterbett angeordnet. Die Energieversorgung der Brücken erfolgt von einem Betriebsgebäude auf der Nordseite der Rethe. Die Klappenpfeiler werden durch einen Düker (für Steuerungs- und Energieleitungen) verbunden. Das Öffnen und Schließen der Klappbrücken erfolgt durch Hydraulikzylinder. Die Sicherung der neuen Brückentafeln und Klappenpfeiler gegen Schiffsanprall erfolgt durch jeweils drei Dalben auf Nord- und Südseite. Die erforderlichen Schifffahrtssignale und Sicherung der Klappbrücke für den Straßenverkehr wurden in Abstimmung mit den Beteiligten festgelegt und vorgesehen. Gleiches gilt für die sicherheitstechnischen Einrichtungen für die Bahnbrücke.

Wirtschaftlichkeit
Die Wirtschaftlichkeit einer beweglichen Brücke wird noch viel stärker als bei festen Brücken von den Betrieb- und Unterhaltungskosten bestimmt. Insbesondere bewegliche Teile stellen bei jeder Klappbrücke die Schwachpunkte der Konstruktion dar. Will man die Wirtschaftlichkeit über den Lebenszyklus verbessern, so gilt es, diese beweglichen Teile zu reduzieren oder wenn möglich ganz auf diese zu verzichten. Die Rethebrücke stellt diesbezüglich einen Meilenstein dar und kann für andere Brücken als Beispiel dienen. Erstmalig wurde bei einer so großen Klappbrücke gänzlich auf eine mechanische Verriegelung der Klappen in der Brückenmitte verzichtet. Konventionell werden an diesem Punkt mittels elektrisch oder hydraulisch angetriebener Riegel Querkräfte und Momente übertragen. Ein wartungsintensives und anfälliges System. 

Durch die konstruktive Ausbildung der Hauptträgerspitzen der neuen Rethebrücke als Finger können ebenfalls Querkräfte und Momente durch das gegenseitige Übergreifen der Finger übertragen werden, indem sich beim Schließvorgang die Finger gegenseitig aufeinander abstützen. Man spricht von einer sogenannten Fingerkonstruktion. 

Für die Steuerung der Klappen beim Schließvorgang ist ein intelligenter Gleichlauf der Klappen erforderlich. Da die reale Position der Klappen durch unterschiedliche Temperaturverformungen oder Bauwerkssetzungen oder Steuerungsungenauigkeiten von der theoretischen Position abweichen kann, ist eine verlangsamte Fahrt am Ende des Schließvorgangs erforderlich. Durch eine eigens entwickelte spezielle und komplexe Steuerung kann sowohl eine unplanmäßige Kollision der Finger als auch eine Überlastung der Antriebe vermieden werden.

Durch das innovative Brückensystem der Rethebrücke können Störungen und Reparaturen, die die Verfügbarkeit der Hafeninfrastruktur stark einschränken, deutlich reduziert werden.  

Nachhaltigkeit
Die Rethebrücke ist ein Bauwerk für die Zukunft des Hafens und somit auch direkt für die gesamte Hansestadt Hamburg. Sie ist in vielerlei Hinsicht nachhaltig. 

Die Brücke ist für einen Betrieb von 100 Jahren ausgelegt. Durch die intelligente Brückenkonstruktion mit innovativer riegelloser Fingerkonstruktion werden bewegliche Teile minimiert, die einen hohen Instandhaltungsaufwand nach sich ziehen. Dadurch können über den Lebenszyklus erhebliche Kosten eingespart werden. Zudem ermöglicht sie einen reibungslosen Verkehr der Nutzer des Hafens (Schiene, Straße und Schifffahrt). Wartezeiten im Hafen sind für die Volkswirtschaft ein erhebliches Hemmnis und Nachteil für den Hafenstandort Hamburg. Durch dieses moderne und in jeglicher Hinsicht redundant ausgelegte Bauwerk wird die Zukunft der Hafenentwicklung positiv beeinflusst.

Das Bauwerk ist durch seine zeitlose Gestaltung für die Betrachter logisch nachvollziehbar, attraktiv und klassisch zeitlos. Hier ist zu erwarten, dass auch noch in vielen Jahrzehnten das Bauwerk immer noch als zeitgemäß wahrgenommen wird. Durch diese positive Wahrnehmung des Bauwerks und seine Anziehungskraft wird auch die touristische Attraktivität des Hafens verbessert. Hamburg als eine der am meisten besuchten Städte Deutschlands ist mit der neuen Rethebrücke um eine Attraktion reicher. 

Durch den materialgerechten Einsatz der Baustoffe werden die Ressourcen gespart. Stahl bietet durch seine Recyclebarkeit hier Vorteile, die umfänglich genutzt wurden. 

Durch den geringen Energieverbrauch im Vergleich zu Bauwerken ähnlicher Abmessungen wird auch hier nachhaltig mit den Ressourcen umgegangen. Die hydraulischen Antriebe sind fast wartungsfrei, die Kreisläufe der Öle und Schmiermittel sind geschlossen. Eine Verschmutzung des empfindlichen Lebensraums Elbe kann ausgeschlossen werden. 

Durch die hohe, innovative technische Qualität des Bauwerks können die ökologischen, ökonomischen und soziokulturellen Qualitäten miteinander verbunden werden. Der Standort Hamburg Hafen wird nachhaltig gestärkt.

Fertigstellung
2017
Architekt
Winking + Froh Architekten BDA, Hamburg hamburg@winking-froh.de
Ingenieur
Ingenieurbüro Grassl GmbH, Hamburg hamburg@grassl-ing.de
Bauherr
Hamburg Port Authority AöR (HPA), Hamburg