Rüsselsheim – Leitungssicherung unter neuer Autobahnauffahrt

Eine bestehende Gashochdruckleitung DN 500 wurde unter einer neuen Autobahnauffahrt gegen Setzungen und dynamische Verkehrslasten gesichert – ohne Umverlegung und bei laufendem Betrieb.

Flüssigboden Engineering

Leitungsschutz gegen Setzungen und Schwingungen unter neuer Verkehrsbelastung

Am Autobahndreieck Rüsselsheim wurde eine neue Auffahrt über einer bestehenden Gashochdruckleitung DN 500 mit einem Betriebsdruck von 64 bar errichtet. Durch die zusätzliche Dammlast sowie Verdichtung und späteren Schwerlastverkehr war die in Betrieb befindliche Leitung sowohl statischen als auch dynamischen Einwirkungen ausgesetzt. Bereits geringe Setzungen hätten zu unzulässigen Spannungen im Rohr führen können.

Statt die Leitung kosten- und zeitintensiv umzuverlegen, wurde sie vor Ort durch ein abgestimmtes Flüssigbodenbauwerk gesichert. Zwei tiefgründende RSS-Wände, ein Gewölbeblock und eine lastverteilende Platte führen die Auflast an der Leitung vorbei und reduzieren gleichzeitig die Übertragung von Schwingungen aus Verdichtung und Verkehr.

Wirkprinzip Schutz der Gasleitung gegen Setzungen und dynamische Verkehrslasten mit Gewölbeblock und lastverteilender Flüssigbodenplatte
Wirkprinzip Schutz der Gasleitung gegen Setzungen und dynamische Verkehrslasten mit Gewölbeblock und lastverteilender Flüssigbodenplatte
Prüfkörper Flüssigboden vorbereitet für Resonant-Column- und zyklische Triaxialversuche
Prüfkörper Flüssigboden vorbereitet für Resonant-Column- und zyklische Triaxialversuche
Resonant-Column-Versuch Antriebs- und Messkopf zur Bestimmung des Schubmoduls
Resonant-Column-Versuch Antriebs- und Messkopf zur Bestimmung des Schubmoduls
Resonant-Column-Versuch Vorbereitung der Messung am Flüssigboden-Prüfkörper
Resonant-Column-Versuch Vorbereitung der Messung am Flüssigboden-Prüfkörper
Zyklischer Triaxialversuch Prüfkörper unter Zelldruck vor der zyklischen Belastung
Zyklischer Triaxialversuch Prüfkörper unter Zelldruck vor der zyklischen Belastung
Zyklischer Triaxialversuch geschlossene Triaxialzelle während der zyklischen Belastung
Zyklischer Triaxialversuch geschlossene Triaxialzelle während der zyklischen Belastung
Technologie Auftriebssicherung der Gashochdruckleitung mit Rohrverlegehilfen Draufsicht
Technologie Auftriebssicherung der Gashochdruckleitung mit Rohrverlegehilfen Draufsicht
Freigelegte Gashochdruckleitung mit Verbaukästen im Hintergrund
Freigelegte Gashochdruckleitung mit Verbaukästen im Hintergrund
Baufeld mit gesetzten Verbautafeln und freigelegter Gashochdruckleitung
Baufeld mit gesetzten Verbautafeln und freigelegter Gashochdruckleitung
Spundbohlen als seitliche Sicherung im Bereich der Bestandsleitungen
Spundbohlen als seitliche Sicherung im Bereich der Bestandsleitungen
Handgeführtes Ausrichten und Verfüllen im Kontraktorverfahren
Handgeführtes Ausrichten und Verfüllen im Kontraktorverfahren
Übersicht Baufeld mit Verbaukästen und Einbautechnik
Übersicht Baufeld mit Verbaukästen und Einbautechnik
Rückverfestigte Flüssigbodenfläche über der gesicherten Gashochdruckleitung
Rückverfestigte Flüssigbodenfläche über der gesicherten Gashochdruckleitung
Luftbild Einbau des Flüssigbodens im Bereich der neuen Autobahnauffahrt
Luftbild Einbau des Flüssigbodens im Bereich der neuen Autobahnauffahrt
Luftbild Gesamtsituation Autobahndreieck Rüsselsheim mit Baufeld der Leitungssicherung
Luftbild Gesamtsituation Autobahndreieck Rüsselsheim mit Baufeld der Leitungssicherung
Einbau des Flüssigbodens in den Wandabschnitt über den Kübel
Einbau des Flüssigbodens in den Wandabschnitt über den Kübel
Verbaukasten im bereits rückverfestigten Flüssigbodenabschnitt
Verbaukasten im bereits rückverfestigten Flüssigbodenabschnitt
Rückverfestigte Flüssigbodenabschnitte der Tiefgründung im Baufeld
Rückverfestigte Flüssigbodenabschnitte der Tiefgründung im Baufeld
Saugbagger auf Baggermatratzen über dem Flüssigbodenbauwerk
Saugbagger auf Baggermatratzen über dem Flüssigbodenbauwerk
Freilegen der Gashochdruckleitung mit dem Saugbagger im tiefen Schlitz
Freilegen der Gashochdruckleitung mit dem Saugbagger im tiefen Schlitz
Luftbild Saugbaggereinsatz zum Freilegen der Gashochdruckleitung
Luftbild Saugbaggereinsatz zum Freilegen der Gashochdruckleitung
Beginn der Dammschüttung für die neue Autobahnauffahrt über dem Flüssigbodenbauwerk
Beginn der Dammschüttung für die neue Autobahnauffahrt über dem Flüssigbodenbauwerk
Verdichtung der Dammschüttung mit der Walze über der geschützten Gashochdruckleitung
Verdichtung der Dammschüttung mit der Walze über der geschützten Gashochdruckleitung

Herausforderungen

  • Neue Autobahnauffahrt über einer in Betrieb befindlichen Gashochdruckleitung DN 500
  • Setzungsempfindlicher Baugrund und sehr geringe zulässige Leitungsverformungen
  • Dynamische Einwirkungen durch Verdichtung und Schwerlastverkehr
  • Tiefgründung im Grundwasser bei laufendem Leitungsbetrieb

Die Lösung

  • Sicherung der Bestandsleitung vor Ort statt kostenintensiver Umverlegung
  • Zwei RSS-Wände bis 7 m Tiefe zur Ableitung der Dammlasten
  • Gewölbeblock zur gleichmäßigen Lastverteilung um die Leitung
  • Lastverteilende Flüssigbodenplatte zur Schwingungsdämpfung

Fachplanerische Lösung

  • Dreidimensionale FEM-Berechnung von Baugrund, Damm, Leitung und Sicherungsbauwerk
  • Statische Nachweise der Setzungen und Rohrbeanspruchungen
  • Dynamischer Nachweis der Schwingungsentkopplung bis max. 30 mm/s
  • Ableitung der erforderlichen Materialparameter für die einzelnen Bauteile

FiFB-Lösungen

  • Entwicklung zweier projektspezifischer Flüssigbodenrezepturen
  • Resonant-Column-Versuche zur Bestimmung von Schubmodul und Dämpfung
  • Zyklische Triaxialversuche zur Abbildung der Verkehrsbelastungen
  • Übernahme der gemessenen Materialkennwerte in das FEM-Modell

Flüssigboden-Anwendung

  • Sicherung bestehender Gashochdruckleitungen unter neuen Auflasten
  • Tiefgründung zur Lastableitung neben der Bestandsleitung
  • Schwingungsentkopplung gegenüber Verkehrs- und Bauerschütterungen
  • Tiefgründung im Grundwasser ohne Wasserhaltung