Design und Optimierung im Verkehrsinfrastrukturbau – Erfahrungsberichte

Bild 1: Einbau von Stahlbeton-Gewölbeelementen, SS77 Macerata–Foligno, Italien Bild 1: Einbau von Stahlbeton-Gewölbeelementen, SS77 Macerata–Foligno, Italien

Die Realisierung großer Verkehrsinfrastrukturprojekte wie Autobahnen und Schnellstraßen erfolgt auf Grundlage verschiedener Bauvertragstypen. Abhängig vom Bauvertrag und dem im Idealfall vorhandenen Partnerschaftsmodell, ergeben sich für die Auftraggeberschaft sowie fürAuftragnehmerinnen und Auftragnehmer unterschiedliche Möglichkeiten, die Planung und Lebensdauer von Verkehrsinfrastrukturbauten zu beeinflussen.

In der jüngeren Vergangenheit wurden in Österreich und anderen europäischen Ländern erneut große Verkehrsinfrastrukturprojekte und Autobahnteilstücke realisiert. Die Bauverträge, auf deren Grundlage die Bauprojekte ausgeführt werden, unterscheiden sich durch das jeweilige Land sowie den jeweiligen Bauherrn und ermöglichen den ausführenden Bau­unternehmen daher unterschiedlich
große Gestaltungsmöglichkeiten.

Planungsprozess oft ohne Einbindung des ausführenden Bauunternehmens in Österreich

In Österreich werden Verkehrsinfrastrukturprojekte von staatlichen bzw. öffentlichen Bauherren relativ oft durch beauftragte Ingenieurkonsulentinnen und Ingenieurkonsulenten sowie Planerinnen und Planer bis zur Ausschreibungsreife entwickelt. Die Bauausführung erfolgt durch ein in weiterer Folge nach Vergaberichtlinien beauftragtes Bauunternehmen. Bei diesem Vergabemodell sind Ausführende beziehungsweise die Auftragnehmerschaft in den vor der Vergabe der Bauleistung stattfindenden Planungsprozess nicht eingebunden.

Die Möglichkeit der Auftragnehmerschaft, als die unmittelbar am Baugeschehen Beteiligte, ihre Erfahrungen und ihr umfangreiches Know-how aus abgeschlossenen Bauprojekten in den Planungsprozess einfließen zu lassen, ist kaum gegeben. Im Rahmen von Planungs- und Ausschreibungsprozessen für beispielsweise Verkehrsinfrastrukturprojekte kann es einerseits vorkommen, dass für einzelne Gewerke nicht die beste Lösung in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht gewählt wird. Andererseits können sich schlechte Entscheidungen bezüglich Baumethoden und Wahl von Baumaterialien negativ auf die Erhaltung und Lebensdauer der Investition auswirken. Durch frühzeitig notwendige Sanierungs- und Umbaumaßnahmen entstehen so zusätzliche Kosten für die Bauherrenseite.

Bild 2: Montierte Stahl-Rückhaltelemente als Fahrbahnbegrenzung, SS77 Macerata–Foligno, Italien

Bauliche Anlagen auf übergeordneten Straßen, wie Autobahnen, werden im Grunde für eine möglichst langfristige Verwendung konzeptioniert. So wurden in Österreich bis in die jüngste Vergangenheit mit dem Untergrund verbundene Ortbetonleitwände als Rückhalteelemente entlang von Autobahnen errichtet. Im Zuge von darauffolgenden Sanierungsmaßnahmen und Umbauarbeiten mussten diese als Straßenbegrenzung – trotz noch laufender Lebensdauer – vorzeitig demoliert werden, da ihr Standort mit den neuen Fahrbahnabmessungen nicht mehr vereinbar war. Bei Verwendung von flexiblen Rückhalteelementen, wie z.B. Stahlleitschienen (siehe folgende Erläuterungen) und mobilen Betonleitwänden wären diese Abbruchmaßnahmen vermeidbar gewesen. Dies hätte infolge zur Einsparung von Erhaltungskosten geführt.

Die Realisierung von Tunnelbauwerken erfordert aufgrund ihrer Anlageverhältnisse sehr langfristig durchdachte Planungen. Werden jedoch der Ausschreibung von Tunnelbauvorhaben wenig nachhaltig gedachte Planungsvorgaben und -entscheidungen zugrunde gelegt, kann es vorkommen, dass Verkehrstunnel, im Besonderen ihre Querschnitte, der späteren, langfristigen Nutzung nicht genügen. Als Beispiel dazu sei der Bau des Tunnels Neumarkt entlang der Mühlviertler Schnellstraße S10 in Oberösterreich hervorgehoben. Während des Baus der ersten und eines Teils der zweiten Tunnelröhre wurde ein Querschnitt entworfen, der sich nur wenige Jahre später – beim Bau der zweiten und der Verlängerung der ersten Röhre – als zu schmal herausstellte. Die Folge sind sprunghafte Verengungen von Innenschalenblöcken jüngeren Baujahrs gegenüber Blöcken älteren Baujahrs – eine Charakteristik, die in modernen Straßentunnel nicht vorkommen sollte.

Alternative: Einbindung von Bauausführenden in den Planungsprozess und Nutzung innovativer Baumethoden

Im Folgenden sollen alternative Bauvertragsmodelle vorgestellt werden, bei denen die Auftragnehmerschaft in die Planung von Bauwerken eingebunden wird. Die Autobahnverbindung in Mittelitalien zwischen Macerata und Foligno wurde durch STRABAG, leitend in einem Konsortium als Generalunternehmerin, realisiert (Bauzeit 2009 bis 2015). Dabei war STRABAG bereits in der Planungsphase in das Bauprojekt eingebunden Bei der Errichtung einzelner Gewerke wurden neue, innovative und nachhaltige Bauweisen angewandt. Bild 1 zeigt eine Methode zur Herstellung von Tunnelgewölben in offener Bauweise. Die Ausführung erfolgte durch den Einbau von vorgefertigten Stahlbeton-Gewölbeelementen als Alternative zum Vorhalten von Tunnelschalungen und aufwendigeren Bewehrungsarbeiten. In diese Tunnelanlagen wurden in Italien für die Fahrbahnen auch erstmalig Betondecken eingebaut, die sich durch ihr helles Erscheinungsbild und eine lange Lebensdauer auszeichnen.

Bild 2 zeigt montierte Stahlleitschienen gemäß den geforderten Rückhalteklassen. Im Gegensatz zu ortsfest betonierten Wänden sind diese im Falle eines Umbaus der Fahrbahn und bei Änderungen des Fahrbahnquerschnitts leicht versetzbar.

Ein weiteres Beispiel, in dem die ausführende Baufirma in Planungsleistungen involviert ist, betrifft den Ausbau der Staatsstraße SS 223, Siena–Grosseto. Dieser wurde auf Grundlage eines Vertrags »Ausführungsplanung & Bauleistung« mit der staatlichen italienischen Straßengesellschaft von 2013 bis 2018 realisiert. Durch die Einbindung des beauftragten Konsortiums – unter technischer Leitung von STRABAG – wurden auch für die Ausrüstung der Straßentunnel Anlagen nach modernstem Stand eingebaut. Die auf Bild 3 sichtbaren zweireihigen Beleuchtungskörper einer Tunnelbeleuchtung (Tunnel Casal di Pari) können jeweils von einer Fahrspur der Fahrbahn aus gewartet werden, ohne die gesamte Fahrbahn – bei Anordnung ausschließlich an der Tunnelfirste – sperren zu müssen. Darüber hinaus bietet diese Lösung mehr Sicherheit für das Servicepersonal.

Bild 3: Tunnel Casal di Pari, SS223, Siena–Grosseto, Italien

Zwischen 2009 und 2012 errichtete die Baugesellschaft »A2STRADA Sp.zo.o«, unter Leitung von STRABAG und ihrer Konzerneinheiten (UB Infrastruktur
Development 4W, Zentrale Technik u.a.), im Rahmen eines Public-Private-Partnership-Modells (kurz PPP) auch einen über 100 km langen Abschnitt der Autobahn A2 zwischen Swiecko an der deutschen Grenze und Nowy Tomysl (Bild 4). PPP-Modelle sind Kooperationen des öffentlichen Sektors mit privaten Unternehmen, bei denen diese Planung, Finanzierung, Bau und Betrieb eines Projekts übernehmen. Der öffentliche Sektor übernimmt dann die Refinanzierung des Projekts (z.B. durch Mauteinnahmen).

Im Rahmen des PPP-Vertragsmodells war das ausführende Konsortium in die Planung eingebunden. Diese wurde unter der Vorgabe einer optimalen Bauwerk-Lebensdauer sowie optimierter Errichtungs- und Erhaltungskosten bestimmt. Das kommt nach Ende der Refinanzierungszeit auch dem späteren Betreiber zugute. Die Fahrbahnen wurden über die gesamte Länge mit einheitlichen Betondecken gleicher Abmessungen und Dimensionen ausgestattet. Das auf österreichischen Autobahnen oft zu beobachtende sprunghafte Wechseln von Fahrbahnabmessungen und Oberbaukonstruktionen (Asphalt oder Beton) wurde dabei vermieden.

Bild 4: Autobahn A2 Swiecko—Nowy Tomysl, Polen

Zusammenfassung und Ausblick

Die hier beschriebenen Ausführungssmodelle von im Ausland realisierten Verkehrsinfrastrukturprojekten demonstrieren, dass das Einbinden der Auftragnehmerschaft in Design und Planung auch für den Bauherrn viele Vorteile bringen kann: sowohl in Bezug auf Planungs- und Errichtungskosten, als auch hinsichtlich langfristiger Gestaltungsmöglichkeiten und der Lebensdauer des Gesamtbauwerks.

Die Anwendung entsprechender Bauvertragsmodelle könnte künftig auch in Österreich vorteilhaft genutzt werden.

Autoren:
❙ Dipl- Ing. Maximilian APFELBAUM / STRABAG AG – Unternehmensbereich Tunnelbau
❙ Ing. Stefan BRUCKMAN / STRABAG AG – Unternehmensbereich Tunnelbau
Quellen:
❙ www.strabag.com – STRABAG SE
❙ 05/2011 (inform), A2 in Polen, „DIE GRÖSSTE“
Bilder: STRABAG AG, STRABAG S.p.A, )

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