Bahn frei über den Rhein

Die Fleher Brücke ist in vielerlei Hinsicht eine Ausnahme. Dies bezieht sich nicht nur auf die Länge und Höhe der Rheinquerung sondern auch auf die täglich zu bewältigende Verkehrsmenge. Vor allem der Schwerlastverkehr ist in den letzten Jahrzehnten massiv angestiegen. Seit der Sperrung der A1-Brücke in Leverkusen für den Lkw-Verkehr, ist das Bauwerk zusätzlichen Belastungen ausgesetzt. Da speziell die hohe Frequenz des Schwerlastverkehrs unter Fachleuten als Ursache für die aufgetretenen Schäden gilt, wird die Brücke regelmäßig und engmaschig kontrolliert. Die Behebung von Schäden erfolgt kurzfristig. Gerade wurden die Arbeiten zur Instandsetzung des Pylons beendet. Diese zu einem relativ frühen Zeitpunkt durchgeführte Maßnahme hatte das Ziel, langfristig im Vorfeld größeren Schäden an der Bausubstanz sowie den später unweigerlich damit verbundenen hohen Zusatzkosten vorzubeugen und ist eine wichtige Etappe auf dem Weg, das Bauwerk für weitere Jahrzehnte intensiver Nutzung zu ertüchtigen. Nach nur knapp zwei Jahren konnten die Arbeiten abgeschlossen werden. Die Straßen.NRW Autobahnniederlassung Krefeld investierte circa 5,2 Millionen Euro aus Bundesmitteln in die Instandsetzung des Pylons.

Eine Brücke der Rekorde

Die Fleher Brücke verbindet das Bergische Land und den Düsseldorfer Süden mit dem linksrheinischen Rhein-Kreis-Neuss, der Städteregion Aachen sowie mit Belgien und den Niederlanden. Bei ihrer Fertigstellung Ende 1979 war das elegante Brückenbauwerk mit einer Brückenspannweite von 368 Metern die am weitesten gespannte einhüftige Schrägseilbrücke der Welt.

Auch in Deutschland hält sie nach wie vor zwei Rekorde: Bis heute wurde ihre Spannweite von keiner anderen Schrägseilbrücke übertroffen, und der tragende Brückenpylon in Form eines umgekehrten Ypsilon ist mit einer Höhe von 146 Metern der höchste in Deutschland.

Das elegante Erscheinungsbild verbirgt die auch sonst eindrucksvollen Abmessungen: Die beiden unteren schrägen Pylonstiele haben am Fußpunkt einen Querschnitt von 5,50 x 9,60 Metern, der sich bis zum Verzweigungspunkt auf 4,80 x 6,40 Meter reduziert. Der obere Pylonstiel weist oberhalb der Verzweigung einen Durchmesser von 10,40 x 6,40 Meter auf, der sich bis zur Spitze auf 5,40 x 6,40 Meter verjüngt.

Inzwischen jedoch haben sowohl die Zeit als auch das stetig steigende Verkehrsaufkommen ihre Spuren an der mehr als 40 Jahre alten Rheinüberquerung hinterlassen. Eine umfassende Instandsetzung ist nötig und wichtig: Mit drei Fahrspuren in jeder Fahrtrichtung, einer Standspur sowie einem kombinierten Rad- und Gehweg parallel zu den Fahrbahnen und einer täglichen Verkehrsbelastung von rund 85.000 Fahrzeugen pro Tag (davon ca. 13,5% LKW-Verkehr) ist das 1.165 Meter lange Bauwerk für eine halbwegs reibungslose Abwicklung des Verkehrs in der staugeplagten Region unverzichtbar.

Korrosionsschäden seit 15 Jahren

Bereits 2003 wurden Korrosionsschäden an den Tragseilen festgestellt. 9 der insgesamt 96 Einzelseile mit jeweils 325 Einzeldrähten mussten in der Folge ausgetauscht werden. Anschließend wurden Korrosionsschäden an den Vorbrücken behoben. Ende 2017 konnten nach knapp zweijähriger Bauzeit die Instandsetzung von Betonschäden und Rissen am Pylon abgeschlossen werden.  Der Auftrag dazu ging 2016 an die ARGE Pylon Fleher Brücke Massenberg GmbH/Teupe & Söhne Gerüstbau GmbH. Beide Firmen waren gemeinsam als Bietergemeinschaft aufgetreten. Der Auftragsanteil der Essener Firma Massenberg, einem Mitglied der regionalen Landesgütegemeinschaften der Bundesgütegemeinschaft Instandsetzung von Betonbauwerken e.V. , umfasste die komplette Betoninstandsetzung inklusive Applikation eines Oberflächenschutzsystems auf dem gesamten Pylon. Auf die Firma Teupe aus Stadtlohn entfiel die komplette Ausführung des aufwendigen Spezialgerüstes inklusive aller Stahlbauleistungen sowie die Baustelleneinrichtung.

1.400 Quadratmeter Stahldach schützen den Verkehr

Um den Verkehr durch die Bauarbeiten möglichst wenig zu beeinträchtigen, montierte das mittelständische Unternehmen, das zu den Marktführern in Deutschland gehört, zunächst in zwei 28-stündigen Wochenend-Sperrpausen ein 1.400 Quadratmeter großes Stahlschutzdach über der gesamten Fahrbahnfläche. Anschließend wurden die beiden Pylonschenkel abschnittweise eingerüstet und komplett eingehaust. Für den Material- und Personentransport wurden außerdem Transportbühnen und Lastenaufzüge eingerichtet. Insgesamt wurden für die Gerüstkonstruktion mehr als 180 Tonnen Stahl und 60 Tonnen Holzbohlen verbaut.

Erst danach konnte die eigentliche Instandsetzung des Brücken-Pylons durch die Firma Massenberg erfolgen. Die Instandsetzung erfolgte gemäß den ZTV-ING Teil 3, Massivbau, Abschnitt 4, Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen sowie dem Abschnitt 5, Füllen von Rissen und Hohlräumen. Die Instandsetzung des Pylons bezieht sich nur auf die frei bewitterten Außenflächen. Die Betonflächen im Inneren sind nach Angaben von Straßen.NRW in einem guten Zustand und mussten demzufolge nicht instandgesetzt werden.

Schadensanalyse

Vor Beginn der eigentlichen Arbeiten untersuchte die Massenberg GmbH die gesamte Oberfläche des Pylons auf Abplatzungen, Risse und Hohlstellen. Die Schadstellen wurden dokumentiert und mit wetterfester Farbe gekennzeichnet. „Insgesamt“ resümierte Projektleiter Thomas Moormann den festgehaltenen Status vor Beginn der Arbeiten, „war der Pylon in einem guten Zustand.“ Vor allem, weil der Pylon hochwertig ausgeführt wurde, seien die Schäden nicht gravierend gewesen, so seine Einschätzung. „Wir haben viel geprüft und viele kleinere Schäden behoben, aber nichts wirklich standsicherheitsrelevantes instand setzen müssen“, berichtet der Fachmann.

Der Befund deckt sich mit den Ergebnissen einer früheren Bestandsuntersuchung, bei der es darum ging, Aufschlüsse über chloridinduzierte Korrosionsvorgänge sowie Informationen über die Karbonatisierungstiefe, Chlorideindringtiefen und die vorhandene Betondeckung zu erhalten. „Die Diagramme der Betondeckungsmessungen dokumentieren, dass die Karbonatisierungsfront die kleinste gemessene Betondeckung noch nicht erreicht hat und somit größere Korrosionsschäden aufgrund von Karbonatisierung ausgeschlossen werden können“, so das Fazit der damals beauftragten acofin Bauwerksdiagnosegesellschaft mbH.

„Es war sicherlich das Ziel, bei diesem wichtigen Übergang über den Rhein größeren Schäden rechtzeitig vorzubeugen“ vermutet Thomas Moormann. Dies deckt sich mit Forderungen der Bundesgütegemeinschaft Instandsetzung von Betonbauwerken e.V., deren Vorsitzender, Dipl.-Ing. Marco Götze, darauf verweist, dass durch regelmäßige Kontrollen und durch eine unmittelbare fachgerechte Beseitigung der Schäden unnötig hohe Zusatzkosten für die Instandsetzung vermieden werden können. „Vor allem Schäden im Anfangsstadium,“ betont Götze, „lassen sich mit relativ geringem Kostenaufwand beheben.“

Instandsetzung

Nach der Voruntersuchung wurden alle losen, zerstörten oder schadhaften Betonteile am Pylon entfernt. Dabei wurden die entsprechenden Flächen bis in den „gesunden“ Beton hinein frei gestemmt und mit festem Strahlmittel gestrahlt. Anschließend kam in den entsprechenden Bereichen ein zugelassenes Instandsetzungssystem zur Anwendung. Es bestand aus einem Korrosionsschutz, der zunächst mehrlagig auf die Bewehrung aufgebracht wurde.

Im nächsten Schritt trugen die Spezialisten zur Verbesserung des Verbundes zwischen Instandsetzungsbeton und Untergrund eine Haftbrücke auf. Die Flächen verschlossen sie anschließend fachgerecht mit einem kunststoffmodifizierten zementgebundenen Mörtel (Repair Mortar – RM). Bei beschädigten Flächen von mehr als einem Quadratmeter erfolgte der Auftrag im Trockenspritzverfahren als SRM. Die wenigen Risse wurden mit Epoxidharz verpresst.

Nach Abschluss der Betoninstandsetzung wurde die gesamte Oberfläche für den Auftrag eines Oberflächenschutzsystems vorbereitet. Eingebaut wurde ein OS-C Oberflächenschutzsystem, das für frei bewitterte Betonflächen geeignet ist und den Beton vor Wasser, Kohlenstoffdioxid und Chloriden schützen soll. Der gewählte Farbton orientierte sich dabei entsprechend der Vorgaben an der ursprünglichen Betonfarbe des Pylons.

Herausforderung

Auch wenn der Pylon in einem relativ guten Zustand war, so bedeutete die Instandsetzung der Fleher Brücke eine besondere Herausforderung für die beteiligten Firmen. „Die Arbeiten wurden bei laufendem Verkehr über einer stark frequentierten dreispurigen Autobahn in Höhen von bis zu 150 Metern ausgeführt. Das bedeutet Besonderheiten im Zugang, bei den Sicherungsmaßnahmen sowie bei der Förderung von Baustoffen.“ betont Thomas Moormann.

Im Sinne des Umweltschutzes bestanden gleichzeitig strenge Vorgaben zur Entsorgung von Abfällen. So wurde etwa Wasser, das für das Strahlen der Betonoberflächen eingesetzt wurde, aufgefangen und kontrolliert in Tanks geleitet, die sich etwa auf Höhe der Fahrbahn befanden. Dort wurde das Wasser aufbereitet und fachgerecht entsorgt. Um welche Dimensionen es sich hier insgesamt handelt, zeigt allein, dass für die Instandsetzung rund 2 Millionen Liter Wasser bewegt wurden.

Qualitätssicherung

Die fachgerechte Ausführung der Arbeiten wurde durch die Eigen- und Fremdüberwachung sichergestellt, die Bedingung bei der Auftragsvergabe war. Fachfirmen mussten bei der Abgabe des Angebotes die entsprechende Eignung nachweisen und die Qualifikation der Mitarbeiter und Poliere (z.B. SIVV-Schein) im Sinne der DAfStb-Instandsetzungs-Richtlinie bzw. der ZTV-ING belegen. Die bauordnungsrechtlich gemäß ZTV-ING zwingend notwendige Fremdüberwachung wurde durch die dafür anerkannte Prüf- und Überwachungsstelle der Bundesgütegemeinschaft Instandsetzung von Betonbauwerken e.V. mit positiver Beurteilung durchgeführt.

Bundesgütegemeinschaft Instandsetzung von Betonbauwerken e.V.

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