Kattwykbrücken Modernisierung und Neubau, Techn. Ausrüstung

Allgemeine Projektdaten
Leistungszeit: 2010 – 2020
Bauzeit:

2016 – 2020 (Neubau)

ca. 2020 – 2023 (Bestand)

Leistungen DriveCon GmbH:

Technische Ausrüstung Elektrotechnik

HOAI Lph 1 – 8 (Neubau) und 2 – 7 (Bestand)

Besondere Leistung: Erstellung der Stromlaufpläne (Bestand)
Fakten
  Neubau Bestand
Gesamtlänge der Brücke: 287 m 290 m
Länge Hubteil: 133 m 106 m
Maximale Hubhöhe: 45,7 m 46 m
Dauer Öffnen/Schließen: Abhängig von der Schiffshöhe
Durchfahrtsbreite: 108 m 94 m
Max. Durchfahrtshöhe: 53 m 53 m

Ausgangslage

Die bestehende Kattwykbrücke ist eine Hubbrücke über die Süderelbe im Hamburger Hafen und verbindet die Stadtteile Moorburg und Wilhelmsburg. Sie ist über 40 Jahre alt und wurde von Autos, LKWs, Fußgängern, Fahrradfahrern und dem Schienenverkehr genutzt. Überquerte ein Zug die Brücke, musste diese für den Straßenverkehr gesperrt werden – das summierte sich auf bis zu sieben Stunden täglich. Durch den zunehmenden Bahnverkehr wies die Brücke Ermüdungserscheinungen auf, was zu Ausfällen führte. Zusätzlich wurde die Brücke tagsüber alle zwei Stunden nach oben gefahren, sodass Schiffe passieren konnten. Um den Verkehrsfluss im Süden Hamburgs zu optimierten und Wartezeiten für Auto- und LKW-Fahrer zu minimieren, wurde eine zweite Hubbrücke gebaut. Diese ist für einen zweigleisigen Bahnverkehr, sowie für Fahrradfahrer und Fußgänger ausgelegt. Der Straßenverkehr fließt weiterhin über die Bestandsbrücke. Die neue Bahnbrücke wurde 58 Meter nördlich von der bisherigen Brücke gebaut und hat mit 133 Metern Breite ein deutlich größeres Hubteil als die Bestandsbrücke. Dank ihrer Spannweite ist die Bahnbrücke eine der längsten Hubbrücken Europas.

Ein Güterzug fährt über eine Brücke im Hamburger Hafen

Aufgabenstellung

Die Infrastruktur im Bereich Hamburg Hafen Süderelbe sollte verbessert, die Wartezeiten für Schiffe und Fahrzeuge verkürzt und die Flexibilität für die Bahn erhöht werden. Außerdem sollten beide Brücken nach dem Neubau bzw. der Modernisierung gemeinsam gesteuert werden können. Um diese Anforderungen zu realisieren, wurde einerseits die Modernisierung der Elektro- und Steuerungstechnik der Bestandbrücke Kattwyk geplant und andererseits die elektronische Ausrüstung des Neubaus entworfen.

Schränke für die Elektrotechnik

Leistungen

Der Planungsumfang umfasste die Anlagengruppen 4, 5 und 8 nach HOAI 2009 § 53 technische Ausrüstung. In der Planung der kompletten elektrischen Ausrüstung für den Neubau der Bahnbrücke Kattwyk und die Modernisierung der Bestandsbrücke war somit die Leit-, Steuerungs- und Kommunikationstechnik enthalten. Die vorhandene Elektronik der Bestandbrücke wird nach der Fertigstellung des Neubaus an den Stand der Technik sowie die aktuellen Sicherheitsanforderungen angepasst. Die elektrische Antriebsleistung im Normalbetrieb der Bestandsbrücke Kattwyk beläuft sich auf 2 x 132 kW und ist somit deutlich geringer als bei der Neuen Bahnbrücke Kattwyk (4 x 200 kW). Diese Ungleichheit begründet sich durch die unterschiedlichen Abmessungen des Hubteils und der damit einhergehenden Gewichtsdifferenz. Ein wesentlicher Teil war die Planung einer gemeinsamen Steuerung für die beiden Brücken von einem Bedienstand aus. Im Planungsumfang waren außerdem zwei Mittelspannungsschaltanlagen und zwei Niederspannungshauptverteilungen mit mehreren Niederspannungsunterverteilungen enthalten. Auch die Mittelspannungseinspeisung, die Notstromversorgung (Notdiesel 450 kVA und USV) sowie die Erdungs- und Blitzschutzanlage wurde für beide Brücken geplant. Zur Antriebsregelung werden Technologie-Steuerungen verwendet. Die sonstigen (administrativen) Steuerungsaufgaben werden von einer Steuerung in Verbindung mit vielen dezentralen eigenständigen Steuerungen erledigt.

 

Die neue Bahnbrücke Kattwyk hat einen unterirdischen Düker, durch den die Signal-, Nieder- und Mittelspannungskabel für die Bahn- und Versorgungstechnik laufen, um die Brücke steuern zu können. Der begehbare Düker verläuft zwischen den beiden im Wasser stehenden Brückenpylonen in 35 Meter Tiefe unter der Süderelbe, ist 124 m lang, besteht aus 61 Betonteilen und hat einen Innendurchmesser von zwei Metern. Von der einen Uferseite der Süderelbe werden alle Kabel unterhalb der Vorlandbrücke bis zum ersten Pylonen geführt, verlaufen innerhalb dessen nach unten, durch den Düker, im zweiten Pylonen wieder nach oben und unterhalb der Vorlandbrücke zur gegenüberliegenden Uferseite.

 

DriveCon war mit der Planung der technischen Ausrüstung des Dükers beauftragt. Konkret sind waren für das Kabeltragsysteme und die Trassenplanung verantwortlich. Das heißt, wir haben festgelegt, welches Kabel wo im Düker geführt werden muss, damit am Ende kein Kabelsalat entsteht, sondern alle Kabel ordentlich verlegt und deren Biegeradien eingehalten werden. Nachdem alle Kabel eingebracht waren, blieb in der Mitte lediglich ein Gang von 0,7 Meter übrig. Darüber hinaus haben wir die Beleuchtung geplant und eine Beleuchtungsberechnung durchgeführt, sodass die geforderte Mindestbeleuchtungsstärke erreicht wird. Zusätzlich wurden Not- und Sicherheitsleuchten eingeplant, die im Fall eines Stromausfalls auf die Ausgänge hinweisen.

Kabeltragsysteme in einem unterirdischen Düker

Herausforderungen und Besonderheiten

Um den Verschleiß der Brücke zu minimieren, wurde ein Gleichlauf aller Antriebsmotoren/Achsen der jeweiligen Brücke realisiert. Eine weitere Besonderheit: Mit der Netzersatzenergie werden die Brücken im Falle eines Netzausfalls mit verringerter Geschwindigkeit geöffnet, sodass die Leichtigkeit der Schifffahrt gewährleistet ist.

Antriebsmotoren für eine Hubbrücke