Anknüpfen in Perfektion: Die Erweiterung der Waalbrücke

Wegen der Vergrößerung des verengten Waal-Laufs in Nimwegen musste auch die dortige Waalbrücke verlängert werden – was Zwarts en Jansma dank 3D-Modellierung und BIM perfekt gelang.

Ein bekanntes Kunstwerk subtil zu erweitern, ohne dass dessen ursprünglicher Charakter verlorengeht, ist eine Kunst für sich. Und eine, die die Ingenieure von Zwarts en Jansma offenbar perfekt beherrschen. Als die Waal in Nimwegen gegen übermäßigen Wasserstau verbreitert werden sollte, galt es auch die dort übersetzende berühmte Waal-Brücke zu erweitern. Das Architekturbüro entwickelte zu diesem Zweck ein außergewöhnliches Stück Infrastruktur, das der originären Brücke mehr als gerecht wird. Der Erfolg des Projekts liegt dabei auch in einer 3D-Planung und dem Einsatz der BIM-Methode begründet.

Die ursprüngliche Waalbrücke verläuft in der Stadt Nimwegen über den Fluss Waal, einen Arm des Rheins. Sie wurde bereits zwischen 1931 und 1936 errichtet. Im Rahmen eines großflächigen Hochwasserschutzprojekts planen die Niederlande, mehr Flutungsraum für Flüsse in insgesamt 30 Städten zu schaffen. Eine dieser Städte ist Nimwegen. An dieser Stelle krümmt sich die Waal stark und verengt sich zu einem Flaschenhals, was in der Vergangenheit immer wieder zur Stauung der Wassermassen geführt hatte.

Das Teilprojekt „Raum für den Waal“, das zwischen 2013 und 2016 umgesetzt wurde, beinhaltete folgende Maßnahmen, die alle gleichzeitig abliefen:

Zwischen dieser neuen Flussinsel und dem Stadtteil Lent erstreckt sich nun die verlängerte Waalbrücke, ein spektakuläres, 275 Meter langes Bauwerk mit einer organisch gekrümmten Form und Hybridsockeln. In den hybriden Tragwerken werden zwei Techniken des Brückenbaus verbunden: Konstruktionen aus Spannbeton und Stahlverbund. Die verlängerte Waalbrücke besteht aus vier Spannbögen mit einer Weite zwischen 52 und 79 Metern sowie aus einem Bollwerk, das als Verbindungsglied zwischen der historischen und der neuen Brücke dient.

Für das Brückenbau-Projekt verantwortlich zeichnete das Architekturbüro Zwarts en Jansma. Die Mitarbeiter entwickelten ein hohles Brückendeck, das aus einer oberen und einer unteren Schale besteht. Der obere Abschnitt setzt sich aus mehr als 3200 einzeln modellierten Schalenelementen zusammen. Der untere Teil wirkt als Druckbogen, der die erforderliche Bewehrung reduziert. Eine Kombination aus bodengestützten Brammen und Pfählen gewährleistet die notwendige Tragfähigkeit.

Die verlängerte Waalbrücke entstand unter Verwendung der Softwares ALLPLAN Engineering und SCIA Engineer, ein modernes Programm zur geometrischen Modellierung mit verschiedenen Lasten. Alle Arbeitsabläufe spielten sich in einer BIM-Umgebung ab. Die Architekten erstellten zunächst das 3D-Modell im ALLPLAN-Programm. Dann exportierten sie die einzelnen Teile dieses Entwurfs über eine Integrationsfunktion in SCIA. Dort extrahierten sie die Kräfte in Längsrichtung und konnten so einfache Querschnittsüberprüfungen durchführen. So ermittelten sie die optimale Kombination zwischen den Abmessungen der Brückenpfeiler und ihrer Anzahl. Die Berechnungen blieben jederzeit überprüfbar.

Wie eingangs erwähnt, müssen im Brückenbau zahlreiche Anforderungen berücksichtigt werden. Bei der verlängerten Waalbrücke ist dies geschehen: Sie ist funktional, denn sie schafft eine Verbindung zwischen der neu entstandenen Flussinsel und dem Stadtteil Lent. Die gesamte Brücke mit einer Länge von mehr als 1000 Metern gliedert sich nicht nur in den Städtebau Nimwegens ein, sondern auch in den Landschaftsbau. Auf der statisch-konstruktiven Ebene entwickelten die Ingenieure innovative Herangehensweisen und nicht zuletzt kombinierten die Architekten in der Gestaltung Alt und Neu – ein herausragendes Bauwerk der Ingenieurskunst.