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  • Internationale Datenbank für Bauwerke und Bauingenieure

Rio-Antirrio-Brücke

Allgemeine Informationen

Andere Namen: Charilaos-Trikoupis-Brücke
Baubeginn: 1999
Fertigstellung: 2004
Status: in Nutzung

Bauweise / Bautyp

Lage / Ort

Lage: , , ,
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Koordinaten: 38° 19' 1.00" N    21° 46' 31.00" E

Technische Daten

Abmessungen

Gesamtlänge 2 880.400 m
Fahrbahnträger Überbauhöhe 2.82 m
Überbaubreite 27.20 m
Trägerhöhe 2.75 m
Hauptbrücke Hauptspannweite 560 m
Feldweiten 286 m - 3 x 560 m - 286 m
Pylone Höhe des Pylonen (über Fahrbahn) 113.00 m
Hauptbrücke
Länge 2 252 m

Kosten

Baukosten Euro 630 000 000

Baustoffe

Fahrbahnträger Stahlverbund
Pfeiler Stahlbeton

Chronologie

1880

Harilaos Trikoupis, Premierminister Griechenlands, ist einer der ersten, der einen Landverbindung an dieser Stelle vorschlägt.

21. Mai 2004

Das letzte Stück des Fahrbahnträgers wird montiert.

Nacht vom 7. August 2004
- 8. August 2004

Die Brücke wird in einer großen Zeremonie mit großem Feuerwerk auf der Brücke eingeweiht.

8. August 2004

Irina Szewinska, polnische Olympiasiegerin in Mexiko und Montreal, Otto Rehagel, deutscher Trainer der griechischen Fußballnationalmannschaft (Gewinner des Euro 2004) und Stratos Apostolakis, Trainer der griechischen Fußballmanschaft für die Olympischen Spiele, tragen das Olympische Feuer über die Brücke. Die Flamme ist auf dem Weg zu den Olympischen Sommerspielen in Athen.

12. August 2004

Die Brücke wird für den Verkehr freigegeben.

2005

Outstanding Civil Engineering Achievement (ASCE)

28. Januar 2005

Ein Schrägseil fängt vermutlich nach einem Blitzeinschlag Feuer. Die Brücke wird für weitere Schadensuntersuchungen für den Verkehr geschlossen.

1. Februar 2005

Die Brücke wieder für den Verkehr geöffnet, jedoch auch eine Fahrbahn beschränkt solange der Schaden am betroffenen Schrägseil nicht behoben ist.

2006

Outstanding Structure Award (IABSE)

2006

Outstanding Concrete Structure Award (FIB)

Bemerkungen

Die Konzession gehört der Gruppe Gefyra, deren Anteile wie folgt aufgeteilt sind:

  • Vinci (53%)
  • J&P Hellas (11,2%)
  • TEV (7,74%)
  • Helleniki Technodomiki (7,74%)
  • Athena (7,74%)
  • Proodeftiki (7,74%)
  • Sarandopoulos (7,74%)
Gleiches gilt für die ARGE Kinopraxia.

Finanzierung:

  • Griechischer Staat: 43%
  • Europäische Investitionsbank: 47%
  • Aktionärskapital: 10%
Erwarteter Verkehr: 11 000 Fahrzeuge/Tag

Bauzeit: 5 Jahre
Dauer der Konzession: 42 Jahre

Die Brücke ist für Erdbeben von 7,5 auf der Richterskala ausgelegt.

Allgemeines

Die Brücke Rion-Antirion überquert den Golf von Korinth an seiner westlichsten und gleichzeitig schmalsten Stelle.

Der Entwurf hatte ungewöhnliche Probleme zu überwinden. Bei der Wahl des Brückensystems waren die Ingenieure bemüht, mit möglichst wenig Pfeilern im Meer auszukommen, da der Baugrund keine günstigen Voraussetzungen für die Pfeilergründungen bietet. Das Meer ist im Bereich der Brückentrasse im Mittel 60 m tief, an manchen Stellen über 65 m. Am Meeresgrund steht eine 20 bis 30 m dicke Tonschicht an, die im Allgemeinen mit einer Schicht veränderlicher Dicke aus Sand und Kies bedeckt ist. Fels wird erst in 800 m Tiefe vermutet. Die Region ist Erdbebengebiet. Die Intensität beträgt 6,5 auf der Richterskala. Die maximale Beschleunigung am Boden kann 0,48 g betragen, die maximale Beschleunigung in einem Bauwerk 1,2 g auf einem Frequenzband der Eigenschwingungen von 1 bis 15 Hz. Außerdem sind Verwerfungsbewegungen möglich, die zu waagerechten und senkrechten Verschiebungen von bis zu 2 m führen können. Obwohl die Brücke in einer Zone schwachen Seeverkehrs gebaut wird, müssen ihre Pfeiler den Stoß eines 180.000 t Schiffs (Tankers) widerstehen, der mit einer Geschwindigkeit von 16 Knoten fährt.

Die Hauptbrücke hat eine Länge von 2.252 m, mit den beidseitigen Zufahrtsbauwerken 2.880,4 m. Die Rion-Antirion Brücke wurde unter der Leitung von Jacques Combault ausgeführt. Michel Virlogeux war ein wichtiger Berater.

Entwurf

Aufgrund der o.g. Bedingungen fiel die Wahl auf eine 5-feldrige Reihe von Schrägkabelbrücken mit drei zentralen Feldern von 560 m Weite und zwei Randfeldern von 286 m. Eine mehrfeldrige Schrägkabelbrücke mit diesen Abmessungen ist ein Rekord für diesen Brückentyp. Der Balken ist an 8 × 23 Paaren gleichmäßig über die gesamte Brückenlänge verteilter Schrägkabel aufgehängt und ruht lediglich an seinen Enden auf den mit den Zufahrtsbauwerken gemeinsamen Pfeilern. Es ließ sich nach einer eingehenden Analyse des Systems Gründung/Überbau nachweisen, dass eine Vielfeld-Schrägkabelbrücke mit durchgehendem und gänzlich an den Schrägkabeln aufgehängtem Brückenbalken in der Lage ist, sich den nicht vernachlässigbaren Neigungen sowie den waagerechten und senkrechten Verschiebungen der Pylonen aus tektonischen Verwerfungen anzupassen, ohne Schaden zu nehmen.

Balken

Der 27,2 m breite Brückenbalken besteht als Verbundkonstruktion aus zwei stählernen Hauptträgern von 2,2 m Höhe (h:l = 560:2,2 = 1:252), Stahlquerträgern im Abstand von 4 m und einer Stahlbetonplatte von 24 cm Dicke. Der Balken ist über seine gesamte Länge von 2.252 m kontinuierlich und nur von Schrägkabeln gestützt. Alle Längenänderungen aus Temperatur und tektonischen Bewegungen werden frei aufgenommen. Die Fahrbahnübergänge an beiden Enden erlauben Bewegungen von jeweils ±2 m. In Querrichtung ist der Balken an jedem Pylon mit vier Dämpfern verbunden.

Gründungen

Die runden Stahlbetonfundamente mit einem Durchmesser von 89,5 m sind Hohlkörper von 9,0 m Höhe an der Peripherie und 13,5 m am kegelstumpfförmigen Pylonunterteil. Sie werden im Inneren durch einen Torsionsring und radiale Balken ausgesteift. Die Fundamente der ersten drei Pylonen von Rion aus, die etwa in gleicher Tiefe von rund 65 m zu gründen sind, liegen direkt auf dem Untergrund auf, der durch Stahlrohre verstärkt wird. Die Stahlrohre sind 25 bis 30 m lang und nach einem Raster von 7 m × 7 m auf einer kreisförmigen Fläche von 130 m Durchmesser niedergebracht. Am Kopf der Stahlrohre wurde zur Auflagerung der Pylonfundamente eine exakt einnivellierte Schotterschicht angelegt. Die Stahlrohre haben keine direkt tragende Funktion. Sie tragen aber durch einen Umschnürungseffekt dazu bei, die durch das Eigengewicht des Bauwerks erzeugten Spannungen besser zu verteilen und unterschiedliche Setzungen zu begrenzen. Die Schotterschicht soll die auf das Bauwerk wirkenden Horizontalkräfte auf die Pfähle und den anstehenden Boden plastisch übertragen, ohne dass sich eine Bruchlinie in der Tonschicht ausbilden kann.

Pylonen

Die Pylonen aus Stahlbeton setzen sich aus einem dreigliedrigen Unterteil und einem Oberteil zusammen. In das Fundament ist ein kegelstumpfförmiger Baukörper von 53 m Höhe eingespannt, mit einem Durchmesser von 37,99 m unten und 26,93 m an der Oberkante, die 3,0 m aus dem Meer herausragt. Auf ihm ruht ein achteckiger Schaft von 28,4 m Höhe. Dieser wird von einem pyramidenförmigen Kapitel von 19,3 m Höhe und 40 m Kantenlänge überragt. Das Oberteil der Pylonen hat einen quadratischen Querschnitt von 4 m × 4 m. Die tragende Konstruktion des Pylonkopfes ist ein hohler stählerner Kern, der mit zwei Stahlbetonschalen zum Verbundquerschnitt ergänzt wird.

Kabel

Für die Rion-Antirion Brücke wurden, wie heute üblich, Parallellitzenkabel verwendet. Am Balken sind sie oberhalb der Fahrbahn an Stegverlängerungen verankert. An der Pylonspitze enden sie in Stahlkästen, die im Verbund mit dem umgebenden Beton stehen. Ein ähnliches System wurde auch für die Normandie Brücke benutzt.

Erdbeben

Die Erdbebenbedingungen basieren auf einem Antwortspektrum am Meeresgrund mit einer 2000-jährigen Wiederholungswahrscheinlichkeit. Die höchste Erdbeschleunigung beträgt 0,48 g, die größte Spektralbeschleunigung beträgt 1,2 g über dem Eigenschwingungsbereich von etwa 1 –5 Hz.

Es besteht keine Verbindung zwischen den Stahlpfählen im Boden und der Gründungskörper der Pylonen. Die Pylongründungen können deshalb gegenüber der durch die Pfähle verstärkten Gründung gleiten. Mit Hilfe der Fließtheorie und Anwendung angemessener kinematischer Mechanismen, wurde eine obere Grenze für die Tragkapazität der verstärkten Gründungen entwickelt. Nichtlineare Finite Elemente-Berechnungen wurden auf dieser Grundlage ausgeführt. Sie ergaben die Kraft-Verformungsbeziehungen und Momentenrotationsbeziehungen, die als Gründungscharakteristika in der allgemeinen Brückenberechnung benutzt wurden.

Die dynamischen Untersuchungen der Brücke ergaben, dass unter den größten Schwingungen aus Erdbeben, eine Vielzahl von Rissbildern längs der Pylonstiele aus Biegung und direktem Zug entsteht. Dieser Zustand II ist einerseits hilfreich, weil er die Flexibilität der Stiele unterhalb der Streckgrenze vergrößert. Andererseits ist es schwierig, ein genaues Bild der Steifigkeiten zwischen Zustand I und Zustand II während der Schwingungen der Pylonstiele zu ermitteln. Es wurden deshalb Zeitschritte von 0,02 s für 13 Querschnitte pro Stiel berechnet, woraus sich 130.000 verschiedene Zustände ergaben, die alle untersucht werden mussten. Der Vergrößerungsfaktor an der Pylonspitze erlaubte eine Differenzierung der einzelnen Schritte unter Berücksichtigung des Verhaltens der gesamten Gruppe der Pylonen. Dabei wurde auch die Sicherheit gegen fortschreitendes Umfallen der gesamten Pylongruppe nachgewiesen.

Der Balken läuft über die gesamte Brückenlänge kontinuierlich durch. An den Pylonen wurde ein Erdbebenschutzsystem in Querrichtung zwischen Balken und den Pylonen eingebaut, das aus dynamischen Dämpfern und Rückhaltesystemen mit Sollbruchstelle besteht. Diese Sollbruchstellen sollen bei Erdbebenkräften oberhalb der höchsten Windlasten versagen, um dann die hydraulischen Dämpfer zu aktivieren, die die Energie vernichten und die Querschwingungen des Balkens begrenzen sollen. Die Kapazität jedes der vier Dämpfer an jedem Pylon beträgt 3.500 kN auf Zug und Druck. Die Relativbewegung zwischen Balken und Pylon während eines Bemessungserdbebens beträgt ±1,3 m, und die zugehörigen Geschwindigkeiten sind größer als 1 m/s. Für die Vorlandbrücken wurde eine Kombination aus Elastomerisolatoren und hydraulischen Dämpfern benutzt.

Herstellung

Die besonderen Schwierigkeiten bei der Herstellung lagen in der großen Wassertiefe von 65 m für die Hauptpfeiler und in den schlechten Gründungsverhältnissen. Es wurde eine Kombination der neuesten Technologien für Off-Shore-Ölplattformen, Absenktunnel und andere große Schrägkabelbrückenmontagemethoden benutzt.

Gründungen

Die Gründungsarbeiten begannen mit dem Abräumen der obersten Bodenschicht, dem Legen einer 90 cm dicken Sandschicht und dem Rammen der Stahlpfähle. Die Pfähle ragen 1,5 m über die Sandschicht hinaus und wurden mit einer weiteren 2 m dicken Schicht aus gerundetem Flusskies und darüber einer 50 cm dicken Schicht aus gebrochenem Kies bedeckt. Diese Kiesabstufung mit von oben nach unten abnehmender innerer Reibung erlaubt das gewollte plastische Verhalten im Erdbebenfall. All diese Arbeiten wurden von einer 60 m langen und 40 m breiten zugverankerten Plattform ausgeführt, die mit Ketten an beweglichen Betonblöcken auf dem Seegrund verankert war. Die Ausrüstung für das Rammen der Pfähle stand auf einem absenkbaren Ponton, der an einer Seite der Plattform mit Stahlarmen befestigt war.

Fundamente

Die Gründungskörper für die Pylonen wurden in zwei Stufen in der Nähe von Antirion gebaut. In einem Trockendock, 230 m lang und 100 m breit, wurden jeweils zwei kreisförmige Gründungskörper gleichzeitig betoniert. Der rückwärtige Teil des Trockendocks hatte eine Tiefe von 8 m, der vordere von 12 m. Nach Fertigstellung des vorderen Gründungskörpers mit einem ersten Schuss des Pfeilers von 3,2 m wurde das Trockendock durch Ausbau des vorderen Kofferdamms geöffnet und der Gründungskörper ausgeschleppt.

Der zweite Gründungskörper wurde in den vorderen Teil geschleppt und anfänglich benutzt, um das Trockendock wieder zu schließen. Durch diesen Trick wurde gegenüber der Möglichkeit, das Dock wieder mit dem Kofferdamm zu schließen, viel Zeit gespart.

Der Pfeilerschaft auf dem ausgeschleppten Gründungskörper wurde mit Kletterschalung in Abschnitten gebaut. Nach dem Erreichen der notwendigen Höhe wurde der Gründungskörper zu seiner Einbaustelle geschleppt und dort kontrolliert abgesenkt. Der gesamte Gründungskörper wurde geflutet, um mit dem größeren Gewicht die erwarteten Setzungen von 20–30 cm zu beschleunigen.

Pylone

Die vier achteckigen Schäfte wurden in 4,8 m langen Abschnitten mit Kletterschalung gebaut. Schwere Fachwerkträger zwischen den freistehenden Beinen sorgten während des Baus für die nötige Sicherheit gegen ein eventuelles Erdbeben. Der Stahlkern für die Kabelverankerung im Pylonkopf wurde in vorgefertigten Einheiten mit einem Schwimmkran eingehoben.

Balken

Der Verbundbalken wurde in Abschnitten von 12 m vorgefertigt, ungewöhnlicherweise zusammen mit der Betonfahrbahn. Diese ca. 270 t schweren Elemente wurden mit einem Schwimmkran an den bereits betonierten Balken herangehoben. Die Hauptträger wurden dann mit HV-Schrauben angeschlossen und die Fugen in der Betonfahrbahnplatte mit Ortbeton und überlappender Bewehrung geschlossen.

Fertige Brücke

Die Rion-Antirion Brücke stellt einen Meilenstein in der Entwicklung der Schrägkabelbrücken dar. Sie überwindet äußerst schwierige Gründungsbedingungen mit gleichzeitig hoher Erdbebengefahr. Ähnlich breite Wasserwege können in Zukunft mit Brücken nach dem Vorbild der Rion-Antirion Brücke mit Zuversicht angegangen werden.

Auszug aus: Svensson, Holger; Schrägkabelbrücken (1. Ausgabe),Wilhelm Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH, Berlin (Deutschland), ISBN 3433029776, 2011; S. 420-427

Beteiligte

Bauherr
Konzessionär
Auftraggeber
Entwurf
Architektur
Dynamische Berechnungen
Windberechnungen
Tragwerksplanung
Erdbebensicherheit
Beratung
Beratende Ingenieure
Bautechnik
Statische Prüfung
Bauausführung
Bauleitung
Stahlbau
Subunternehmer
Schrägseile
Schalung
Überwachungsgeräte
Bauüberwachung
Projektleitung
Kähne für das Einschwimmen der Fertigteile
Software

Relevante Webseiten

Relevante Literatur

  • Über diese
    Datenseite
  • Structure-ID
    20001110
  • Erstellt am
    19.10.2000
  • Geändert am
    07.07.2016