Hybridkonstruktion, parametrische Modellierung – so entsteht eine virtuose Brücke

Die niedrige Bogenhöhe der Hauptträger der über die M7 führenden Fußgänger- und Fahrradbrücke und ihre über die gesamte Fahrbahn reichende Geometrie sorgen nicht nur für eine hohe strukturelle Stabilität, sondern demonstrieren auch optisch die technische Weiterentwicklung der renovierten Autobahn M7. Die Brücke, die nach den Plänen von MKIF Magyar Koncessziós Infrastruktúra Fejlesztő Zrt. und Főmterv Mérnöki Tervező Zrt. gebaut wird, haben wir aus den Worten des verantwortlichen Planers Ádám Balogh erfahren.

Imposant und notwendig zugleich

Im Zusammenhang mit der Verbreiterung der Autobahn M7 könnte bei der Raststätte Velence eine neue Fußgänger- und Fahrradbrücke gebaut werden. Aufgrund des schlechten technischen Zustands der derzeitigen Brücke wurde dieses Projekt gegenüber anderen Entwicklungen um mehrere Jahre vorgezogen. Auf der überbrückten Autobahn werden im Zuge der Verbreiterung zwei mal drei Fahrspuren mit einer sogenannten ITS-Pannenstreifen gebaut, hinzu kommen noch die Aus- und Beschleunigungsspuren der Raststätte Velence, sodass die neue Brücke tatsächlich zwei mal fünf Fahrspuren überspannen muss.

„Als wir diesen Auftrag erhielten, begannen wir mit einem Studienplan, in dem wir den Konstruktionstyp auswählten. Insgesamt mussten wir hier 79 Meter überbrücken, was durch die topografischen Gegebenheiten des Velence-Gebirges zusätzlich erschwert wurde.”

– fasste Ádám Balogh die grundlegenden Schwierigkeiten der Aufgabe zusammen.

Es war ein Glücksfall, dass das Team von Főmterv – natürlich innerhalb der vorgegebenen Rahmenbedingungen – vom Auftraggeber MKIF freie Hand bei der Gestaltung erhielt. „Es bestand der Wunsch, eine elegantere Konstruktion zu schaffen, und es war wichtig, dass wir im Zwischenbereich keine Säulen platzieren mussten”, erklärte der Konstrukteur.

„Als Lösung wurde vorgeschlagen, die Brücke neben der Kronenlinie mit einer Spannweite von etwa 45 Metern zu stützen“, erzählte er, „aber dann wären die äußeren Öffnungen sehr kurz geworden, was aus statischer Sicht eine äußerst ungünstige Lösung gewesen wäre.

So entstand die schlankere Form, die als Teil des Radwegs Budapest-Balaton auch dessen touristische Attraktivität steigern kann.”

Eine Hybridbrücke wurde geboren

Die Brücke wurde etwa 25 Meter weiter südlich als die bestehende Brücke gebaut, damit der Verkehr auf der alten Brücke so lange wie möglich aufrechterhalten werden kann.

„Wir waren froh über die Erkenntnis, dass in dieser Neigung eine Bogenbrückenkonstruktion gut funktionieren könnte, die wir jedoch gekippt haben, da das gesamte Gelände zum Venetischen See hin abfällt. Darauf haben wir dann mit der asymmetrischen Geometrie des Hauptträgerbogens reagiert.”

– erinnert sich Ádám Balogh an die Entstehung des Konzepts. Die Eigenschaften von drei Brückentypen vereinen sich in diesem in vielerlei Hinsicht einzigartigen Bauwerk, da es am Brückenkopf auf der Seite des Velener Sees rückseitig verankert wurde, wodurch eine teilweise gespannte Konstruktion entstand. Statisch gesehen weist die Brücke Eigenschaften auf, die eine Mischung aus Bogen- und Balkenbrücken darstellen.

Ohne parametrisches Design und BIM wäre es nicht gelungen.

Die Form entstand also unter Berücksichtigung vieler Einschränkungen – insbesondere bei den tropfenförmigen Durchbrüchen der Hauptträgerplatte. In statischer Hinsicht war die Planung der Brücke eine sehr komplexe Aufgabe, die mit herkömmlichen Methoden vielleicht gar nicht möglich gewesen wäre. Die Arbeit des Ingenieurteams von Főmterv hat inzwischen internationale Anerkennung gefunden, denn ihr Entwurf wurde mit zwei Preisen ausgezeichnet Tekla BIM Awards 2025.

„Wir haben die statischen Eigenschaften anhand eines globalen Schalenmodells untersucht, was zu vielen einzigartigen Details geführt hat. Ein Beispiel dafür ist die Verbindungsstelle, an der der Bogen den Versteifungshalter schneidet, aber auch die Verbindungsstelle, an der der Bogen abgestützt wird, oder die Verbindungsstelle der Rückverbindung sind einzigartige Lösungen.”

– zählte der Konstrukteur die Details auf, die besondere Herausforderungen darstellten. „Ein besonderes Problem”, erinnerte er sich, „war die Befestigung der gezogenen Pfähle am Brückenkopf in Velence und die Frage, wie wir die Zugkraft dorthin übertragen konnten.“

Es wurden zeitgemäße Lösungen vorgestellt.

Das dynamische Verhalten der Brücke ist spannend, was bereits von den Ingenieuren von Főmterv im Studienplan untersucht wurde.

Eine Besonderheit schlanker, leichter Brückenkonstruktionen ist, dass zur Optimierung des dynamischen Verhaltens häufig Hilfskonstruktionen erforderlich sind. Bei dieser Brücke war dies nicht anders – um den Fußgängern und Radfahrern, die die Brücke überqueren, ein Höchstmaß an Komfort zu bieten, war der Einsatz einer Dämpfungsvorrichtung gerechtfertigt, sagte Ádám Balogh.

„Über dem Trennstreifen wurde also ein sogenannter TMD (Tuned Mass Damper) angebracht, ein abgestimmter Schwingungsdämpfer. Dabei handelt es sich um nichts anderes als ein auf Federn montiertes Gewicht, das durch viskose Drücke gedämpft wird. Seine Verwendung ist weltweit verbreitet, aber in unserem Land finden wir solche Vorrichtungen vielleicht nur an zwei oder drei Brücken.”

Die Testbelastung kann nächstes Jahr beginnen

Die Kranarbeiten für die Einheiten 3 und 4 fanden noch im Oktober statt, als die Brückenelemente auf Hilfsfahrzeuge gehoben wurden. Seitdem haben die Fachleute des Bauunternehmens alle Schweißnähte hergestellt, da die Konstruktion im gesamten Querschnitt verlängert werden musste. Danach konnten die Fahrzeuge abgesenkt werden. Vor kurzem schien es noch so, als seien die Stützen notwendig, aber tatsächlich befand sich die Brücke bereits über ihnen und stützte sich nicht auf sie.

„Besonders interessant war, dass – wie Ádám Balogh die Ereignisse schilderte – die drei Fahrwerke gleichzeitig abgesenkt werden mussten und sich die Brücke in der Mitte um 7 cm neigte. Wir haben vorgeschrieben, dass die Tragkonstruktion in 2-cm-Schritten schrittweise abgesenkt und die Last auf die Brücke übertragen werden sollte.”

Derzeit werden die Fahrzeuge neben mobilen Umleitungen zerlegt, was glücklicherweise keine dauerhafte Sperrung erfordert. Anfang nächsten Jahres kann dann bereits die Probebelastung der Brücke erfolgen, und im Sommer können die Verkehrsteilnehmer eine der fortschrittlichsten Brücken unseres Landes in Besitz nehmen.