Spektakuläre Bögen, raffinierte Lösungen – die Planer des FŐMTERV stellen die preisgekrönte Brücke in Venedig vor

Wie lässt sich eine Spannweite von fast achtzig Metern überbrücken, sodass der Bau den Verkehr auf der Autobahn so wenig wie möglich beeinträchtigt und die Konstruktion zugleich schlank, ästhetisch, langlebig und benutzerfreundlich ist? Bei der Planung der Brücke in Venedig mussten die Experten von FŐMTERV Antworten auf diese Fragen finden. Ádám Balogh, verantwortlicher Planer und Projektleiter, Dr. Máté Hazay, leitender Statiker, und Anna Mária Péter, für die Brücke zuständige Planerin, stellten anhand der spektakulären und verborgenen Details der preisgekrönten Brücke die Komplexität der Planungsarbeit vor.

Die Magyar Mérnöki Kamara Tartószerkezeti Tagozata zeichnete die Brücke in Venedig in der Kategorie „Fußgängerbrücken“ und die Pál-Tomori-Brücke in der Kategorie „Straßenbrücken“ mit dem Preis Év Tartószerkezete aus.
Mit dieser im vergangenen Jahr ins Leben gerufenen Auszeichnung werden Tragwerksplaner für herausragende ingenieurtechnische Leistungen gewürdigt. Zu den wichtigsten Bewertungskriterien der Jury zählten unter anderem innovative konstruktive Lösungen, ein wirtschaftlicher und nachhaltiger Materialeinsatz sowie die harmonische Einbindung in das architektonische Gesamtkonzept.

„Es war eine Ehre und zugleich eine Überraschung, dass wir in einem Kreis, in dem die größten Namen der ungarischen Brückenbauindustrie vertreten waren, eine Auszeichnung erhalten haben – und dass wir zudem mit einer Donaubrücke konkurrieren konnten.”

– so fasste Ádám Balogh die Reaktionen der Mitglieder des Planungsteams zusammen.
Dies war nicht die erste Auszeichnung für die Brücke. Im vergangenen Jahr belegte die im Bau befindliche Brücke beim internationalen Projektwettbewerb „Tekla BIM Awards 2025“ in der Kategorie „Infrastrukturprojekte“ sowie bei der Publikumswahl den ersten Platz.

…war für uns ein echtes Juwel…            

Für den Planungsprozess stand nur sehr wenig Zeit zur Verfügung, und alle fertigen Entwürfe sowie die Bautechniken mussten perfekt sein, da die Fertigung und Montage der Brücke unmittelbar nach Abschluss der Planung begannen. Anna Mária Péter erklärte:

„Das Brückenprojekt in Venedig war für uns ein echtes Highlight. Sowohl fachlich als auch menschlich haben wir viel mitgenommen und natürlich auch sehr viel investiert. Man spürte, dass es für alle Beteiligten und das gesamte Brücken- und Tragwerksplanungsbüro, das hinter uns stand, ein gemeinsames Anliegen war, diese einzigartige, schöne Brücke in bestmöglicher Qualität zu schaffen. Als Planungsingenieure haben wir selten die Gelegenheit, bereits nach ein oder zwei Jahren über die fertige Brücke spazieren zu können.”

Studienplan, Planvarianten, Modellierung und Entscheidungsfindung

Zu der einzigartigen Gestaltung des nach außen gewölbten Hauptträgers der Brücke, der auch die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit auf sich zieht, sagte Ádám Balogh:

Trotz der knappen Frist wurde angestrebt, einen umfassenden Planungsentwurf zu erstellen. Bei den Brückenkonstruktionslösungen war es ein Hauptkriterium, eine Lösung zu finden, deren Umsetzung den Verkehr auf der in Betrieb befindlichen Autobahn so wenig wie möglich beeinträchtigt.

Aus diesem Grund wurde unter den verschiedenen Konstruktionssystemen und -entwürfen der Entwurf einer Brücke verworfen, der den Bau einer zwischengelegenen, tieffundierten Stütze vorsah. Es wurde auch die Möglichkeit einer Lösung mit drei Brückenfeldern in Betracht gezogen, bei der die Stützen neben der Kronenkante angeordnet wären. In diesem Fall hätten die drei Spannweiten 12, 45 und 23 Meter betragen. Die mittlere Spannweite wäre somit fast viermal so lang gewesen wie die linke äußere, was zu einem statisch äußerst ungünstigen Verhältnis geführt hätte.
Unter den weiteren Varianten entschied sich der Auftraggeber gemeinsam mit MKIF Magyar Koncessziós Infrastruktúra Fejlesztő Zrt. für die einfeldrige Stahlkonstruktion. Anschließend wurden die Gestaltungsmöglichkeiten der Ober- und Unterbahn-Bogenbrücken sowie deren Materialverbrauch, Ästhetik und statisches sowie dynamisches Verhalten mithilfe parametrischer Modelle untersucht, die in Grasshopper erstellt wurden.

Bei der Planung der Brücke mussten die örtlichen Gegebenheiten, die unterschiedlichen Höhen der Brückenpfeiler sowie weitere festgelegte Parameter berücksichtigt werden. Als größte ingenieurtechnische Herausforderung hob Anna Mária Péter dabei die Abstimmung zwischen der Gestaltung der Böschungen und der Vorgabe eines maximalen Gefälles von 5 Prozent hervor. Die Anordnung der Stützen, die Gestaltung der Öffnungen, die Höhe der Brückenköpfe und Böschungen sowie die Führung des Radwegs auf die Brücke sind das Ergebnis eines vielschichtigen Optimierungsprozesses.
Die endgültige Konstruktion ist eine Stahlbrücke mit einer Spannweite von fast 80 m und einem bogenförmigen Hauptträger, deren Erscheinungsbild die durch das überbrückte Hindernis bedingte Asymmetrie optimal nutzt.

Durch versteckte Stützen wurden die Belastungen des Fundaments verringert

Die Brücke muss sowohl ihr Eigengewicht als auch die Last der darauf verkehrenden Fahrzeuge tragen. Durch diese Belastungen üben die Bögen auch seitlichen Druck auf ihre Stützen aus. Durch die Kombination einer verdeckten schrägen Abstützung mit den übrigen tragenden Bauteilen der Brücke haben die Planer erreicht, dass sich diese seitlichen Kräfte größtenteils innerhalb der Brückenkonstruktion ausgleichen. Der Kraftfluss wird in der folgenden vereinfachten Abbildung veranschaulicht.

„Bei der an die örtlichen Geländeverhältnisse angepassten Bauweise mit versenkter Fahrbahn stellt die Aufnahme der im Fahrbahnbauwerk auftretenden, als Zugstange für die Kurven fungierenden Zugkraft von ca. 9000 kN (nahezu horizontal) eine Herausforderung dar. Diese hätte auf dem Fundament in der relativ weichen Aufschüttung nur mit einer sehr kostspieligen Lösung abgefedert werden können. Wir mussten ein Tragwerksystem entwickeln, mit dem sich ein Großteil der horizontalen Reaktionskräfte eliminieren lässt.”

– sagte Máté Hazay.

Der Chefstatiker fügte hinzu, dass ihre Lösung insofern besonders sei, als sie durch den gezogenen Brückenpfeiler Nr. 1 sowie die – in der Schräge verborgene – Stützstange zwischen den Stützen Nr. 1 und Nr. 2 ein „geschlossenes” Kraftgefüge geschaffen hätten, bei dem auf das Fundament der Brücke im Wesentlichen nur vertikale Kräfte einwirken. 

Kraft, Wirkung, maßgeschneiderte Lösung

Neben den verdeckten Tragwerkslösungen wurde auch die Gestaltung der Knotenpunkte auf einzigartige Weise gelöst. An der Verbindungsstelle zwischen den bogenförmigen Hauptträgern und dem Versteifungsträger verschmelzen der Rücken des Versteifungsträgers und der innere Rücken des bogenförmigen Hauptträgers miteinander; diese Verbindung bestimmte sowohl die Geometrie des Versteifungsträgers als auch die des Bogens.
Máté Hazay hob zwei Details der Planung des strukturellen Knotenpunkts hervor. Eine der Aufgaben bestand darin, die Zugkraft der Fahrbahnkonstruktion auf den Brückenpfeiler Nr. 1 zu übertragen. Die Kraft wurde mithilfe einer gerippten Endplatte auf Gewindeschäfte verteilt, die durch den Brückenpfeiler geführt wurden. Letztere wurden in mit Fett gefüllten Führungsrohren verlegt; über diese wurde die Zugkraft der Fahrbahn durch Druck auf die Rückseite des Brückenpfeilers übertragen. Anschließend leitet der obere Bereich des Brückenpfeilers diese nahezu horizontale Kraft als Kurzausleger auf die schrägen Stützstangen weiter.

Ein weiteres interessantes konstruktives Detail war die Gestaltung des Endknotens am Zwischenpfeiler des Bogens. Die größte Herausforderung bestand hier darin, die in den Bögen wirkenden Druckkräfte sowie die damit einhergehenden Biegemomente und Scherkräfte in das Betonfundament einzuleiten. Zu diesem Zweck mussten hochfeste Stahlstangen mit „Hammerkopf”, die an die Endplatte des Bogens geschweißt waren, in den Pfeiler eingebetont werden. Der Bogenstumpf musste vorab, noch vor dem Betonieren der zweiten Stütze, mit hoher Präzision positioniert werden; erst danach konnten die Bewehrung und das Betonieren der Stütze erfolgen.

Bögen mit einem Neigungswinkel von 56 Grad

Die nach außen geneigten Bögen der Brücke bieten einen besonderen Anblick. Ádám Balogh erklärte, dass die Brücke dadurch in der Seitenansicht schlanker wirkt, während das Verhältnis von Spannweite zu Höhe der Bögen aus statischer Sicht deutlich günstiger gestaltet werden konnte. Der genaue Winkel wurde durch die Geometrie des Einschnitts und die Nutzbreite der Brücke bestimmt. Der Projektleiter fügte hinzu, dass es ihr Ziel war, den Schnittpunkt der Bögen nicht an der Auflagerung liegen zu lassen, wodurch der Knotenpunkt aus stahlbaulicher Sicht klarer gestaltet werden konnte. Als Ergebnis dieser beiden Randbedingungen ergab sich der zufällig anmutende Neigungswinkel von 56 Grad.
Auch bei der Auslegung der Brückengeometrie wurden mehrere Varianten geprüft. Neben der Lösung mit durchbrochenen Rippenplatten kam auch die Variante mit einfachen Flachstahl-Hängestangen in Betracht. Letztendlich entschied man sich aufgrund des dynamischen Verhaltens und ästhetischer Gesichtspunkte für die erstgenannte Variante.
Anna Mária Péter ist auch auf die Gestaltung des bogenförmigen Hauptträgers äußerst stolz, sowohl auf Modellebene als auch aus bautechnologischer Sicht. Aufgrund der Überhöhung gab es bei der Höhen- und Horizontalführung der Bögen weder im Bauzustand noch bei der Fertigung einen reinen Bogen. Der bogenförmige Hauptträger hat einen geschlossenen, rechtwinkligen dreieckigen Querschnitt. Aufgrund der Eigenschaften des Bogens besteht der Träger aus zwei senkrecht zueinander verlaufenden, einfach gekrümmten Blechen und einem doppelt gekrümmten schrägen Blech. Die Fertigungszeichnungen wurden auf der Grundlage des im Programm Tekla Structures erstellten Modells angefertigt. Das Modell wurde in Absprache mit den Bauausführenden und den für die Fertigung verantwortlichen Fachleuten mehrfach angepasst.

Für jeden Fall gab es ein Szenario

Anna Mária Péter erklärte, dass die Bautechnik in enger Zusammenarbeit mit den Ingenieuren des Bauunternehmens Duna Aszfalt Zrt. entwickelt wurde. Die Brücke wurde von der polnischen Tochtergesellschaft Duna Group hergestellt, die Bauteile wurden auf der Straße zur Baustelle transportiert.
Gemeinsam mit Fachleuten aus den Bereichen Organisation und Verkehrstechnik wurde ein umfassendes, gründliches und präzises Planpaket erstellt, das alle möglichen Szenarien abdeckt. Die Planung der Montage vor Ort stellte eine große Herausforderung dar, da hierfür nur sehr wenig Platz zur Verfügung stand. Das Einheben der neuen Brücke wurde auf zwei Wochenenden konzentriert, jeweils bei einer maximalen Vollsperrung der Fahrbahn von 12 Stunden.
Anna Mária Péter fügte hinzu, dass die für den Brückenbau erforderlichen Verkehrsumleitungen und -beschränkungen von den Verkehrstechnikern von FŐMTERV Zrt. geplant wurden, während die Umleitungen für die parallel stattfindende Fahrbahnsanierung der M7 von den Fachleuten von FLAVUS Mérnökiroda Kft. entworfen wurden.
Der Fußgänger- und Radverkehr wurde über die alte Brücke gewährleistet. Die Baustelle wurde so gestaltet, dass während der gesamten Bauzeit ein barrierefreier Übergang über die Autobahn M7 möglich war.
Die größte Herausforderung bestand in der Einrichtung einer vollständigen Fahrbahnsperrung auf der Autobahn M7, die für das Einheben der Brückenelemente sowie für den Abriss der alten Brücke erforderlich war. Die Festlegung der Termine und die Optimierung des straffen Zeitplans erforderten von allen Beteiligten viel Kreativität und Kompromissbereitschaft.

Auch das geringe Eigengewicht stellte beim Einheben eine Herausforderung dar

Die Brückenelemente wurden mit einem Kran auf die zuvor errichteten provisorischen Auflager gesetzt. Jeder Hub gelang hervorragend, was dem gut abgestimmten Team aus Planern und Bauausführenden zu verdanken ist.
Der heikelste und interessanteste Aspekt des Einhebens war laut Máté Hazay die Frage der Stabilität der provisorischen Hilfsgerüste aufgrund des relativ geringen Eigengewichts der Konstruktion von 193 Tonnen. Die Bögen sind durch eine durchbrochene Tragplatte mit der Brückenfahrbahn verbunden. Es musste auch berücksichtigt werden, dass der starke Seitenwind, der hier auf die Konstruktion einwirkt, während der Bauarbeiten die Stabilität der auf den provisorischen Stützen ruhenden Konstruktion gefährden könnte. Dies barg auch die Gefahr, dass sich die windseitigen provisorischen Stützen abheben und die Konstruktion umkippt. Der Statiker erklärte, die Stabilität sei durch die Querausdehnung der Stützen gewährleistet worden. So wurden diese auf unorthodoxe Weise neben der Fahrbahnkonstruktion angeordnet und an die vorhandenen Hilfskonstruktionen des Bauunternehmers angepasst. Die Last des Überbaus wurde über geschlossene Profilträger auf die provisorischen Stützen übertragen.

Nach dem Anziehen der Gewindeschäfte sowie dem Schweißen und dem Korrosionsschutz der vor Ort hergestellten Verbindungen wurden die provisorischen Stützen schrittweise in mehreren Etappen entfernt. Durch die Unterteilung wurde sichergestellt, dass die Entlastung einer einzelnen Stütze nicht zum Versagen der übrigen, noch tragenden Konstruktionen führen konnte.

Die Brücke wurde sowohl mit Autos als auch mit einem Gruppenmarsch getestet

Máté Hazay erklärte, dass die Belastungsprüfung von Dozenten des Lehrstuhls für Brücken und Bauwerke (BME) durchgeführt wurde. Bei der mit 32 Personenkraftwagen belasteten Brücke lag die berechnete Durchbiegung mit einer Abweichung von weniger als 0,1 mm nahe an den gemessenen Ergebnissen. Er fügte hinzu, dass bereits in der Planungsphase erkennbar war, dass bei einer filigranen Fußgängerbrücke mit einer solchen Spannweite Schwingungsdämpfer eingesetzt werden müssen. Die dynamische Belastungsprüfung war im Grunde genommen der Härtetest für deren Wirksamkeit. Dazu überquerten Gruppen von 2, 10 und 32 Personen die Brücke mit abgestimmten Schritten, im Trab und im Laufschritt. Die Bewegungen der Konstruktion wurden von Sensoren gemessen, und an mehreren Stellen wurden Beobachter postiert, die den Komfortgrad auf der Brücke bewerteten. Während der dynamischen Belastungsprüfung wurde in den meisten Belastungsfällen ein maximaler Komfortgrad festgestellt. In einigen Fällen lagen die gemessenen Beschleunigungen im durchschnittlichen Komfortbereich, was für eine derart schlanke Fußgängerbrücke ebenfalls angemessen ist.

Dabei wurden sowohl die Langlebigkeit als auch eine einfachere Bedienung berücksichtigt

Der Korrosionsschutz der Brücke wurde mit einem hochmodernen, vierlagigen Beschichtungssystem realisiert. Ádám Balogh erklärte, dass man zudem bestrebt war, Nachhaltigkeitsaspekte bereits von Beginn der Planung an zu berücksichtigen. Nach den allgemeinen Erfahrungen der Betreiber erweisen sich Entwässerungsschächte häufig als lokale Fehlerquellen; daher wurde die Entwässerung der Brücke so konzipiert, dass der Querschnitt der an beiden Rändern befindlichen Entwässerungsrinnen auch ohne diese Schächte ausreicht, um das auf der gesamten Brückenfläche anfallende Regenwasser abzuleiten. Der Querschnitt des Versteifungskastens ist gering, sodass er nicht begehbar ist. Aus diesem Grund wurden sowohl der gesamte Versteifungskasten als auch die Bögen in luftdichter Ausführung gefertigt. Die Konstruktion gewährleistet auch ohne inneren Korrosionsschutz die Haltbarkeit über die gesamte Lebensdauer der Brücke.