Fußgängersteg Hagelsbrunnenweg, Stuttgart/Vaihingen

Monocoque

Fußgängersteg Hagelsbrunnenweg, Stuttgart/Vaihingen

Die Stuttgarter Ingenieure Stephan Engelsmann und Stefan Peters wendeten mit der Monocoque-Bauweise ein leistungsfähiges Konstruktionsprinzip an und konzipierten einen eleganten Fußgängersteg im Grünen.

„Stuttgart ist das Mekka der Brückenbauingenieure“, sagt Stephan Engelsmann, Mitinhaber des Ingenieurbüros ENGELSMANN PETERS. Nun gibt es eine weitere Brücke in der Nähe der S-Bahn-Haltestelle Rohr in einem kleinen Waldstück nahe Stuttgart. Eine 28 m lange und 2,20 m breite Stahlbrücke überspannt zwei Gleise und ersetzt dort eine abgegangene Holzbrücke. Für die Montage waren strenge Vorgaben einzuhalten. Es war nur ein knappes Zeitfenster von drei Stunden vorhanden, weil das Einheben der Brücke mit zwei mobilen Kränen nur in der nächtlichen Betriebspause der Deutschen Bahn bei abgeschalteten Strom­leitungen erfolgen konnte. Weil außerdem der Bauherr, das Tiefbauamt der Stadt Stuttgart, die alten Brückenwiderlager für die Lagerung der neuen Brücke zu nutzen vorgab, mussten die Ingenieure eine konstruktive Lösung mit geringem Eigengewicht und kleinen Auflagerkräften finden.

Engelsmann und Peters antworteten auf die Anforderungen mit einem Fußgängersteg in Monocoque-Bauweise. Dem Automobil- und Flugzeugbau entlehnt, sind bei dieser Bauweise Versteifungselemente und Außenhaut kraftschlüssig miteinander verbunden. Über Lastvergleiche und ergänzende Berechnungen wiesen die Ingenieure die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit der bestehenden Widerlager für die neue Brücke nach.

Individuell konzipiert

Der Bauherr kam gezielt auf die Ingenieure zu, um sich die Brücke entwickeln zu lassen. Trotz des Budgets von nur knapp 300 000 € wollten die Ingenieure keine Standard-Lösung präsentieren. Die Zusammenarbeit war sehr fruchtbar, weil der Bauherr, wie Stephan Engelsmann sagt, „einen ausgeprägten Sinn für Qualität“ hat. Die Ingenieure entwarfen einen statisch bestimmt gelagerten Einfeldträger, dessen Form aus funktionalen und fertigungstechnischen Randbedingungen sowie dem Kraftfluss abgeleitet ist. Im Osten ist die Brücke fest gelagert, im Westen verschieblich. Aus Stahl S 355 mit einer Stütz­weite von 26,50 m gebaut, ist die Brücke im Grund­riss gerade. Eine Höhendifferenz von 1,60 m zwischen den beiden Brückenauflagern war der Anlass, die Brückengradiente in der Ansicht geschwungen auszubilden.

So erreichen die Planer an den Brückenenden einen steten, horizontal verlaufenden Übergang. Konstruktiv besteht die Brücke aus einem mehrzelligen, torsionssteifen Hohl­kasten. Die 183 mm hohe Gehwegplatte aus Beton mit seitlichen Aufkantungen wird von einem dreieckigen Rumpf gehalten, der sich zur Brückenmitte hin verbreitert und erhöht. Die veränderliche Querschnittsbreite ermöglicht es, den Rumpf mit ebenen Blechen herzustellen. Die Abflachung der Querschnittshöhe der Unterzüge von 1 240 mm in der Mitte bis auf 450 mm zu den Auflagern hin spart Material und verdeutlicht anschaulich den Kräfteverlauf am Rumpf. Zugkräfte werden über ein 50 mm dickes Stahlblech aufgenommen, das entlang der Unterkante des Rumpfs verläuft. Um die geo­metrischen Abmessungen der Beulfelder zu reduzieren, ordnen die Ingenieure in Längsrichtung Steifen an. In Querrichtung sind in regelmäßigen Abständen offene Querschotte angeordnet. Die Tor­sionskräfte werden über unterschiedlich breite Auflagerquerträger vom Hohlkastenprofil in die Brückenwiderlager abgeleitet. Ein 1,30 m hohes Geländer mit einem etwa 1 m hohen Seil­netz sichert Fußgänger und Radfahrer, die über diese Brücke die Seiten wechseln. Pfosten und Holme der Sicherung bestehen aus 20 mm dicken Stahlblechen, das 30 mm runde Handlaufprofil aus Edelstahl ist auf den oberen Stab des Spannrahmens aufgesetzt.

Flügel für den Monocoque

Ungewöhnlich ist der Berührschutz, der bei jeder Bahntrassen querenden Brücke vorzusehen ist. Meist ist dafür ein sehr pragmatisch gefertigtes Standardbauteil vorgesehen. Im vorliegenden Fall haben die Ingenieure die gestalterische Herausforderung angenommen und den Berührschutz individuell als wesentliches gestalterisches Element des Ganzen geplant. Sie entwickelten zwei je nach unten geneigte Stahl-Glas-Konstruktionen – die Ingenieure nennen sie „Flügel“ –, die sich zu den Brückenenden hin verjüngen. Das sieht leicht aus und unterstreicht die Eleganz der gesamten Konstruktion. Geschweißte,
T-förmige Stahlträger tragen die über Pressleis-ten gehaltenen VSG-Scheiben aus 2 x 6 mm TVG. Für die VSG-Scheiben musste ein gesondertes Gutachten eingeholt werden, da bei Fußgängerbrücken über Gleisen üblicherweise und meist aus Gründen der Wirtschaftlichkeit nur Plexiglas eingesetzt wird.

Engelsmann und Peters ist ein anspruchsvolles und elegantes Verkehrsbauwerk gelungen, das sich durch die Verknüpfung von Form, Funktion und Konstruktion von standardisierten planerischen Lösungen unterscheidet – auch in der Farbgestaltung. S.C.