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Mit dem Genius Loci konzipiert
Studienauftrag im selektiven Verfahren mit Präqualifikation Aarebrücke Wildegg
150 Jahre Brückenbaugeschichte mit einem Projekt weiterschreiben – dieses Potenzial birgt der siegreiche Vorschlag für den Ersatz der Aarebrücke Wildegg. Den Studienauftrag hatte der Kanton Aargau ausgelobt.
Bereits seit 130 Jahren ist Wildegg AG von der Geschichte des Betons geprägt. In den 1890er-Jahren baute Friedrich Rudolf Zurlinden (1851–1932) – Gründer der Firma Zurlinden & Cie, der heutigen Jura Cement – eine Fabrik für die Produktion von Portlandzement. Acht Jahre zuvor hatte er sein Unternehmen gegründet und die erste Fabrik im Scheibenschachen in Aarau errichtet. Seither entstanden auf dem Werkgelände und in den angrenzenden Orten innovative Betonbauwerke – vorwiegend in Stahl-, später in Spannbeton. Der Initialstoss kam durch die Spanisch-Brötli-Bahn, die 1858 von Brugg nach Aarau verlängert wurde. Dank der Verbindung und den Rohstoffvorkommen wurde Wildegg als Standort für die Fabrikation von Portlandzement interessant.
Das Zementwerk machte sich die Wasserkraft zunutze und leitete die Aare in einen seitlichen Kanal. Über diesem Kanal wurde 1891 die erste Eisenbetonbrücke der Schweiz nach dem System Monier (Eisengerippe in Zement) errichtet. Sie läutete den Vormarsch des damals innovativen Baustoffs ein und entstand unter Mitwirkung des ersten Direktors der Empa, Ludwig von Tetmajer (1850–1905), der mit Zurlinden befreundet war. Ausserdem realisierte der Bauingenieur Emil Schubiger (1903–1992) im Zusammenhang mit dem Bau des Kraftwerks Wildegg über den Kraftwerkskanal 1950 eine der ersten Schweizer Strassenbrücken in Spannbeton. Auf dem Areal des Zementwerks baute Schubiger 1963 die Transportbandbrücke, die als Stabbogen vollständig vorfabriziert war. Zudem entstand in den 1920er-Jahren – als das Werk florierte und man das Areal radikal umgestaltete – die Aarebrücke Wildegg.
In die Jahre gekommen
Die Aarebrücke Wildegg wurde 1870 mit einem Gitterträger gebaut. Die beiden Pfeiler aus Naturkalkstein und Beton sind erhalten geblieben. Die Brücke wurde erstellt, um den nördlich der Aare gelegenen Siedlungen den Zugang zum Bahnhof Wildegg und zur Bahn zu ermöglichen. Das Original wurde in den 1920er-Jahren angepasst – eine in Eisenbeton materialisierte Fahrbahn ersetzte die chaussierte Trasse. In den 1950er-Jahren verkürzte man die Brücke, weil der Bahnübergang aufgehoben und die Strasse auf der Südseite neu geführt wurde. Das statisch ungünstig kurze Endfeld bedingte den Neubau des südlichen Widerlagers und eine aufwendige Zugverankerung. 1967 erstellte man den Überbau in Stahlbeton. Die Tragkapazität wurde erhöht und die Fahrbahn mit Gehwegen auf Konsolen verbreitert. Mit dieser letzten Veränderung ging der denkmalpflegerische Wert des Bauwerks weitgehend verloren.
Heute ist die Brücke in einem instandsetzungsbedürftigen Zustand und braucht aus verkehrstechnischen Gründen eine Erweiterung. «Der Brücke wird noch eine bescheidene Restlebensdauer von zehn Jahren zugeschrieben», erläutert Roberto Scappaticci, stellvertretender Sektionsleiter Brücken und Tunnel des Departements Bau, Verkehr und Umwelt des Kantons Aargau. «Wir beschlossen, einen Studienauftrag durchzuführen – vor allem wegen der hohen Qualitätsansprüche an das Bauwerk und wegen des geschichtsträchtigen Orts.»
Die in der Nähe des schützenswerten Ortsbilds Wildegg entstehende neue Brücke soll achtsam in die sensible Aarelandschaft eingepasst werden und auf das in Sichtweite liegende Schloss Wildegg Rücksicht nehmen. Aufgrund der Lage in einem Naherholungsgebiet, eingebettet zwischen Auenschutzgebiet und Wald, ist die Gestaltung der neuen Brücke und deren Einbindung in den Landschaftsraum besonders wichtig.
Historie bestimmt Projekt
Der Studienauftrag fand im selektiven Verfahren mit Präqualifikation statt. Die Teilnehmenden erarbeiteten Beiträge im Umfang eines Vorprojekts, das sie dem Beurteilungsgremium während einer Zwischen- und einer Schlusspräsentation vorstellten. Als Siegerprojekt ging die Eingabe «Zurlinden» des Projektteams der Bauingenieure Fürst Laffranchi hervor. Dieses Projekt lässt sich technologisch und städtebaulich intensiv auf den Ort ein und besticht mit seiner gestalterischen und konstruktiven Lösung. Die bestehenden Pfeiler sollen erhalten und instand gesetzt werden, die Widerlager werden neu in Stahlbeton gebaut, und der gesamte Überbau wird durch einen überaus schlanken und leichten Neubau aus Ultra-Hochleistungs-Faserbeton (UHFB) ersetzt. Dabei ist der neue Überbau wiederum eine Pionierleistung in der Schweiz.
Die Verfasser des Siegerprojekts haben den Aufwand nicht gescheut, für dieses Konzept im Staatsarchiv des Kantons Aargau zu recherchieren. Sie konnten die Ausführungspläne des Unterbaus samt dem zugehörigen Baubeschrieb beschaffen. Der Brückenüberbau ist lediglich in einem Übersichtsplan dargestellt, da die Planung und die Realisierung als Gesamtpaket an die Firma Ott & Cie in Bern vergeben wurden und die Detailpläne wohl andernorts archiviert sind. Vom Unterbau und den Wuhrbauten, die alle dem Bündner Ingenieur Richard La Nicca zugeordnet werden können, sind hingegen Pläne und detaillierte Baubeschriebe vorhanden. Sie dienten der vorgeschlagenen Lösung als wichtige Grundlage.
Die bestehende Brücke und den umliegenden Landschaftsraum verstehen die Verfasser überzeugend als eine Kulturlandschaft, die im 19. Jahrhundert aus einer Melioration der ehemaligen Auenlandschaft zwischen Wildegg und Auenstein/Veltheim hervorging. Die Uferböschungen, der Flussraum und der Anschluss zu Auenstein, der in den Damm übergeht, wurden seinerzeit in Abstimmung mit der fünffeldrigen Brücke geplant und gebaut. Aus diesem Blickpunkt gesehen entsteht ein baukulturell wertvolles Gesamtbauwerk, dessen Eingriffe in einer übergeordneten Planung angegangen werden sollen.
Das Beurteilungsgremium würdigt diese vertiefte Auseinandersetzung mit der Geschichte des Orts und mit den vorhandenen immateriellen und ökologischen Werten. Das Projekt stellt denn auch eine hohe Kohärenz zwischen Gestaltung, Baugeschichte und Funktion dar. Albin Kenel, Fachpreisrichter und Leiter des Instituts für Bauingenieurwesen IBI an der Hochschule Luzern, präzisiert: «Mit der materialgeschichtlichen Auseinandersetzung und der Sensibilität für den Erhalt der Pfeiler ‹provozieren› die Projektverfasser mit aller Konsequenz einen leichten und gleichzeitig dauerhaften Überbau. In dieser ausserordentlichen Haltung der Bauingenieure steckt das Innovationspotenzial des Entwurfs.»
Die dargelegte historische Herleitung der Kulturlandschaft ist ein wichtiger Beitrag zum Verständnis der gegenwärtigen Situation. Aus ihr lässt sich der Erhalt der Pfeiler begreifen, zumal das Siegerteam mit seiner Recherche nachweisen konnte, dass die Tragsicherheit nach einer Instandsetzung und dem Schutz der Flusssohle gegen Auskolkung gewährleistet werden kann. Die übergeordnete Deutung erweist sich als überzeugender Ansatz, die den Vorschlag mit dem modernen und leichten Überbau schlüssig begründet. Jachen Könz, Fachpreisrichter und Architekt aus Lugano, unterstreicht: «Die neueste Technik ermöglicht hier den Respekt für den Bestand. Erst mit dem leichten und raffinierten Entwurf des neuen Brückenüberbaus wird die angemessene Einfügung in die Landschaft möglich. Diese an sich gegensätzlichen Kategorien treten in eine sich respektierende Beziehung, unter Erhalt der eigenen Autonomie.»
Erneute Pionierleistung
Der neue Brückenträger besteht aus einem dreizelligen Hohlkastenträger in UHFB mit 4 % Fasergehalt, der als Durchlaufträger über fünf Felder schwimmend auf den instand gesetzten Pfeilern bzw. auf den neu erstellten Lastverteilköpfen lagert. Die hohe Materialfestigkeit lässt in Kombination mit der Vorspanntechnik Bauteilabmessungen zu, die gegenüber konventionellen Betonbauten deutlich geringer sind. Damit reduziert sich das Eigengewicht des Überbaus, und die bestehenden Pfeiler können den Neubau tragen und erhalten bleiben – was nicht nur ökologisch vorteilhaft, sondern auch nachhaltig ist. Dank der hohen Dichtigkeit und der Dauerhaftigkeit des Materials erübrigen sich eine Abdichtung und ein Belag auf der Fahrbahn. Nachträglich aufgeraut, ist die Fahrbahnoberfläche dauerhaft griffig. Der Unterhalt für diese Bauteile entfällt, was die Gesamtkosten des Projekts günstig beeinflusst.
In Längsrichtung ist der UHFB-Träger bei den zwei Flusspfeilern durch feste Lager stabilisiert. Auf den Vorlandpfeilern und an den Widerlagern ermöglichen sie eine Bewegung in Längsrichtung. Wegen der grossen Trägerlänge sind an den Brückenenden Fahrbahnübergänge vorgesehen. Eine semiintegrale Lösung ist denkbar, sofern die Ergebnisse zu den Vorversuchen zum Schwind- und Kriechverhalten des Materials eine solche konstruktive Ausführung zulassen. Der UHFB-Träger ist gevoutet und hat eine Höhe von 1.75 m über den Pfeilern bzw. 1.35 m in den Feldmitten (Schlankheit h/l = 1/23.3).
Um eine statisch ausgewogenere Spannweitenabfolge als bisher zu erreichen und die Vorfabrikation zu begünstigen, werden die Randfelder geringfügig auf eine Spannweite von 18.9 m angepasst. Dies bedingt einen Neubau der beiden Widerlager – auf der Seite Auenstein ist der Eingriff klein, auf der Seite Wildegg fällt er hingegen wegen der Verschiebung in Richtung Damm aufwendiger aus. Der Träger wird im Werk segmentiert vorfabriziert. Vor Ort sollen die 2.625 m langen Trägersegmente mittels Pontons eingeschwommen, auf einem Hilfsgerüst versetzt und mit einer externen und damit überprüfbaren Vorspannung aus sechs dreiecksförmig und zwei trapezförmig geführten Kabeln zusammengespannt werden. Die Vorspannkraft wird so ausgelegt, dass die Elementfugen überdrückt bleiben. Der Elementbau ermöglicht den Ersatz des bestehenden Überbaus innerhalb der zugelassenen Totalsperre von nur fünf Wochen, sodass auf eine Hilfsbrücke verzichtet werden kann.
Die Querschnittsteile des Überbaus sind dünnwandig und werden ohne konventionelle Bewehrung ausgeführt. Die Stärke der unteren Kastenplatte beträgt nur 8 cm im Feld bzw. 12 cm über den Pfeilern. Die Fahrbahnplatte ist 14 cm stark. Die Stege sind 12 cm dünn und an Fuss und Kopf ausgerundet, um das Einbringen des Betons zu vereinfachen und einer Faserausrichtung vorzubeugen. Es entsteht ein gegenüber dem Bestand 14 % leichterer Überbau. Um dennoch die Biegetragsicherheit und die Ermüdungssicherheit zu gewährleisten, sind unter der Fahrbahnplatte alle 1.31 m 15 cm hohe und 16 cm breite Querrippen vorgesehen, die mit je drei Monolitzen vorgespannt sind. In den Krafteinleitungszonen über den Pfeilern, den Umlenkpunkten der Vorspannung und bei den Widerlagern sind versteifende Querrahmen ausgebildet, die auch Torsionskräfte in den Kasten einleiten.
Kultur und Natur
Der neue Brückenquerschnitt ist breiter als der bestehende – angepasst an die heutigen Bedürfnisse des MIV, des öV und des Schwerverkehrs sowie des Rad- und Fussgängerverkehrs. Vorgesehen ist eine 5.50 m breite Kernfahrbahn ohne Mittellinie. Die gelbe Markierung der 1.25 m breiten Radstreifen stellt eine Führungs- und Orientierungslinie für alle Verkehrsteilnehmenden dar. Ein oberwasserseitiger, 2 m breiter Gehweg und ein unterwasserseitiger Kleintierkorridor mit gleicher Breite flankieren den Kernbereich. Der Ökologiestreifen kann zu einem späteren Zeitpunkt dem Fussverkehr zugeordnet werden.
Die Strassenachse auf der Brücke und die Linienführung der Jurastrasse an der südlichen Brückenzufahrt werden leicht modifiziert beibehalten. Die historische Verbindung zum Bahnhof wird gestalterisch durch eine Allee aufgewertet, um die Erkennbarkeit der Geschichte des Brückenschlags zu stärken.
Genius Loci – ein Thema der Ingenieurbaukunst
Nahm die Materialisierung des historischen Überbaus in Stahl noch die technische Entwicklung des Baus der Eisenbahn auf, erfolgten die späteren Anpassungen an der Brücke ausschliesslich in Beton und widerspiegelten so die jüngere bautechnologische Entwicklung am Ort. Im Jurybericht steht denn auch treffend: «Mit dem Bezug zur Innovation am Ort, mit der Instandsetzung der bestehenden Pfeiler, mit reduzierten Eigenlasten trotz gegenüber der bestehenden Brücke grösserer Nutzbreite, mit einem durchgängig eingesetzten Hochleistungsbaustoff für den Überbau, mit der Anwendung der effizienten Vorfabrikation sowie mit der damit verbundenen Geschwindigkeit des Bauvorgangs und der zeitlichen Entkoppelung kritischer Bauvorgänge gelingt dem Siegerprojekt die optimale Synthese aller zu berücksichtigenden Rahmenbedingungen.» Das hat keine andere Eingabe geschafft. «Natürlich braucht es ein gewisses Mass an Mut der Projektverfasser, ein solches Projekt einzureichen. Gleichzeitig beweisen aber auch das Beurteilungsgremium und die Bauherrschaft ihren Mut, indem sie dieses Projekt zur Weiterbearbeitung empfehlen», betont Albin Kenel. Das Vergabeverfahren über den Wettbewerb und insbesondere des Studienauftrags bot sich hier an, meint Jachen Könz: «Die Prozedur mit den vertieften Argumentationen der Beiträge ermöglicht dem Beurteilungsgremium eine eingehende Auseinandersetzung mit dem Thema. Sämtliche Vorschläge waren gut gestaltet und auf einem hohen Niveau begründet. Die Überraschung, wie so oft in einem derartigen Verfahren, ist ein Vorschlag, der mit Intelligenz, Mut und Erneuerungswillen einen Vorteil gegenüber den anderen aufzeigen und erarbeiten kann.»
So schreibt «Zurlinden» die Baugeschichte an diesem Ort, wo Jura-Zementwerk, die Vorfabrikationsstandorte der Element AG in Veltheim und die Lafarge Holcim in Holderbank verankert sind, passend und mutig weiter. Mit dem Namen des Gründers des noch heute vor Ort tätigen Unternehmens und mit Ingenieurbaukunst, die aus dem Örtlichen heraus – dem Genius Loci – ihre ganz eigene Identität erhält.
Jurybericht und Pläne zum Wettbewerb finden sich auf competitions.espazium.ch
Referenzen
Das vorgeschlagene Materialisierungskonzept ist zwar relativ neu, dennoch gibt es bereits einige Brücken im Ausland mit diesem Konzept. Vergleichbar ist beispielsweise die PS 34 UHPFRC «Pont de la Chabotte» über die Autobahn A51 in der Nähe von Grenoble, die ebenfalls in Segmentbauweise mit externer Vorspannung und ohne Belag realisiert wurde. Mit der sehr schlanken Ausgestaltung der Brücke war eine ausserordentlich kurze Realisierungszeit möglich. Mit Ausnahme der unteren Kastenplatte wurde bei dieser Brücke komplett auf eine konventionelle Bewehrung verzichtet. Auch in Japan wurden Kastenträger in Segmentbauweise erstellt. Ein Beispiel für die Fertigungsmöglichkeiten, die sich aus der Vorfabrikation ergeben, stellt die «Toyota City Gymnasium Footbridge» dar, die über einen 4.5 m breiten und 0.55 m hohen Hohlkasten mit minimalen Abmessungen der Kastenscheiben von 6 bis 7 cm verfügt. Ein weiteres Referenzbeispiel ist die Brücke für den Tokyo Monorail, die ebenfalls aus Segmenten in UHPFRC erstellt wurde.
Empfehlung zur Weiterbearbeitung
Projektstudie «Zurlinden», Fürst Laffranchi Bauingenieure
Fürst Laffranchi Bauingenieure, Aarwangen; Ilg Santer Architekten, Zürich; WAM Planer und Ingenieure, Solothurn
Weitere Teilnehmer
Projektstudie Bänziger Partner
Bänziger Partner, Baden; Eduard Imhof, Architekt, Luzern; SKK Landschaftsarchitekten, Wettingen
Projektstudie DIC
DIC, Aigle; Brauen Wälchli Architectes, Lausanne
Projektstudie dsp Ingenieure + Planer
dsp Ingenieure + Planer, Uster; Feddersen & Klostermann, Zürich
Ingegneri Pedrazzini Guidotti
Ingegneri Pedrazzini Guidotti, Lugano; Baserga Mozzetti Architetti, Muralto
Fachjury
Matthias Adelsbach, Vorsitz, Vertreter Kanton Aargau; stellvertretender Kantonsingenieur Kanton Aargau; Peter Biehler, Vertreter Kanton Aargau, Leiter Kunstbauten Erhaltungsmanagement; Roberto Scappaticci, Vertreter Kt. Aargau, Stellvertretender Sektionsleiter Brücken + Tunnel; Prof. Dr. Albin Kenel, Experte Brückenbau, Leiter Institut für Bauingenieurwesen IBI, HSLU; André Stapfer, Experte Landschaft und Natur, Dozent für Landschaftsökologie HSR; Jachen Könz, Experte Architektur, Architekt BSA
Sachjury
Edith Lisibach, Vertreterin Gemeinde Auenstein, Gemeinderätin; Beat Fehlmann, Vertreter Gemeinde Möriken-Wildegg, Gemeinderat; Samuel Schmid, Vertreter Gemeinde Veltheim, Gemeinderat