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Ausbau der A7 - Hamburger Deckel

Drei Tunnel als Hamburger Deckel sorgen zukünftig für Lärmschutz auf der A 7. Die BUNG Ingenieure AG aus Dresden plante den Ausbau des komplexen Teilabschnitts Stellingen, Autobahndreieck HH-Nordwest bis Anschlussstelle HH-Volkspark mit CARD/1.

Überfliegung des Planungsabschnittes (Quelle: © DEGES / INTER OFFICE GmbH - CAD + VISUALISIERUNG).Visualisierung der Anschlussstelle Schnelsen.Anschlussstelle Stellingen: Luftbild mit Planung.Bestandssituation BAB A 7 in Hamburg, nördlich AS HH-Stellingen, Richtung Norden.
Überfliegung des Planungsabschnittes (Quelle: © DEGES / INTER OFFICE GmbH - CAD + VISUALISIERUNG).
Visualisierung der Anschlussstelle Schnelsen.
Anschlussstelle Stellingen: Luftbild mit Planung.
Bestandssituation BAB A 7 in Hamburg, nördlich AS HH-Stellingen, Richtung Norden.

Die A 7 im Westen Hamburgs ist eine überregionale Nord-Süd-Verbindung und erschließt zusammen mit der A 23 das Hamburger Stadtgebiet, den Flughafen und den Hafen aus westlicher Richtung. Sie stellt nördlich des Elbtunnels bis zur Landesgrenze zu Schleswig-Holstein einen der meist belasteten Autobahnabschnitte Deutschlands dar und führt durch dicht bebaute Gebiete Hamburgs.

Prognose 147.200 Kfz/24h

Aufgrund der aktuellen Verkehrsprognosen wurde der 8-streifige Ausbau in den „Vordringlichen Bedarf“ eingestuft. Der Abschnitt weist prognostizierte Verkehrszahlen für 2025 von 147.200 Kfz/24 h aus. Durch den Neubau zusätzlicher Fahrstreifen wird die Kapazität gesteigert, damit dem gestiegenen Verkehrsaufkommen Rechnung getragen und der Verkehrsfluss verstetigt.

Der Verkehr auf dieser Autobahn ist durch einen hohen Anteil an Schwerlastverkehr charakterisiert. Deshalb soll auch weiterhin die Steuerung der Geschwindigkeit auf dem gesamten Abschnitt über eine Verkehrsbeeinflussungsanlage erfolgen, die mit der Baumaßnahme den neuen Gegebenheiten angepasst wird.

Umfang der Maßnahme

Seit dem Jahre 2007 bearbeitet die BUNG Ingenieure AG einen Teilabschnitt der A 7. Der geplante Abschnitt mit 4,2 km Länge beginnt im Autobahndreieck HH-Nordwest und endet südlich der Anschlussstelle HH-Volkspark.

Die Planung umfasst die Erweiterung der Autobahn von derzeit 6 Fahrstreifen auf 8 Fahrstreifen im Abschnitt AS Hamburg-Volkspark – AD Hamburg-Nordwest. Nördlich der Ausfädelung der A 23 im Bereich des AD HH-Nordwest in Richtung Heide erfolgt der Ausbau von 4 auf 6 Fahrstreifen.

Es waren die Leistungsphasen Vor-, Entwurfs-, Genehmigungs- und Ausführungsplanung (Leistungsphasen 2 - 5) zur Objektplanung Verkehrsanlagen zu erbringen. Die Autobahn erhält größtenteils eine Befestigung mit offenporigem Asphalt, sogenanntem OPA.

Tunnel ersetzt Tieflage

Der Trassierungsentwurf der Verkehrsanla­gen und der Entwässerung erfolgte durch­gängig mit der Software CARD/1, wobei der Vorentwurf sowie die Entwurfs- und Genehmigungsplanung mit Version 7.7 und die Ausführungsplanung mit Version 8.2 erstellt wurden.

Der Anspruch des Stre­ckenentwurfes ergab sich daraus, dass eine Vielzahl von Zwangspunkten für die Lage und den Höhenverlauf zu beachten waren. Das lag auch an der vorhandenen Wohn­bebauung.

Eingeschränkte Trassenvariationen

Eine Trassenverschiebung kam wegen der Beachtung der Anschlussstellen in ihrer dichten Reihenfolge nicht in Frage. Durch die angrenzenden Bebauungen waren in der Trassierung der Autobahn nur punktuelle Verbesserungen möglich.

Sehr breite Querschnitte

Die Fahrbahnen werden auf einen RQ 43,5 mit jeweils einem zusätzlichen Verflechtungsstreifen ausgebaut. Abschnittsweise ergab sich somit eine Breite je Richtungsfahrbahn von 22 m. In Bereichen mit Ein- und Ausfahrstreifen erhöhen sich diese noch teilweise.

Leistungsfähige Anschlussstellen

Bei der Trassierung waren die bereits vor­handenen Anschlussstellen HH-Stellingen und HH-Volkspark wieder anzuschließen und so zu erweitern, dass eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Knotens im nachgeordneten Straßennetz erzielt werden kann.

Geballte Zwangspunkte

Die Komplexität des Entwurfes ergab sich zusätzlich aus der dichten Folge von zwei zu berücksichtigenden Straßenüberführun­gen, dem Neubau der Brücke der Güterum­gehungsbahn sowie den vorherrschenden Grundwasserverhältnissen.

Dies zog eine Reihe von Variantenuntersuchungen zum Gradientenverlauf nach sich. Wegen des geplanten Lärmschutztunnelbauwerkes war es erforderlich, mit zwei getrennten Gradienten (eine Gradiente je Richtungsfahrbahn) zu arbeiten.

Sonderbauwerk Tunnel

Kernstück des Streckenabschnittes ist der geplante ca. 900 m lange Lärmschutztunnel Stellingen. Im Rahmen der Entwurfsplanung Verkehrsanlagen musste dieses Bauwerk näher betrachtet werden. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Vorplanung zum Tunnelbauwerk ebenfalls im Hause BUNG erarbeitet.

Damit konnte die Schnittstelle Bauwerk/Strecke intensiv betrachtet und bei der Querprofiltrassierung berücksichtigt werden. So wurden Querprofile erstellt, welche die tatsächliche Tunnelgeometrie berücksichtigten. Diese war bezogen auf die an der jeweiligen Station vorherrschenden Fahrbahngeometrie (Querneigung, Gradientenhöhen, Breiten).

Die Innen- und Außenmaße wurden mit Hilfe der CARD/1 Querprofilentwicklung erzeugt. Dies hatte mehrere positive Nebeneffekte. So konnten die tatsächlichen Höhen aufgezeigt und in Bezug zum angrenzenden Gelände gesetzt werden.

Weiterhin wurden die Profile als Grundlage für eine von DEGES in Auftrag gegebene Simulation der Tunneldurchfahrt zur Überprüfung von Sicherheitsaspekten verwendet. Aus den Querprofilen wurde zudem ein Digitales Geländemodell erzeugt und für die weitere Planung zur Gestaltung der Tunneldecke der Freien und Hansestadt Hamburg zur Verfügung gestellt.

Darin wurden selbst die Decken-Nischen für zukünftige Einbauten berücksichtigt, z. B. Lüftungstechnik und Wegweisung. Zusätzlich dienten diese Querprofile im Rahmen der Bürgerbeteiligung der Projektvorstellung in der Öffentlichkeit.

Neue Wasserbewirtschaftung

Im Zuge des Ausbaus wird die gesamte Entwässerung neu hergestellt und mit vier Regenrückhaltebecken gedrosselt. Insgesamt wurden mit der Kanalplanung fünf Entwässerungsnetze entworfen und mit Daten hinterlegt, wie Einzugsgebiete und Flächen und die Hydraulik wurde berechnet. Die Entwässerung der Fahrbahn erfolgt abwechselnd mit Straßenabläufen und in Abschnitten mit schwachem Längsgefälle auch mit Kastenrinnen.

In allen Planungsphasen unterstützte die Kanal-Toolbox die Bearbeitung der Entwässerungsanlage in Querprofilen, Lage- und Höhenpläne.

Schwierige Verkehrsführung

Für den Ausbau ist geplant, den Verkehr ständig als 6+0-Führung an der Baustelle vorbeizuleiten, so dass je Fahrtrichtung drei Fahrstreifen zur Verfügung stehen. Das erforderte die abschnittsweise Planung provisorischer Verbreiterungen der Bestandsfahrbahn und auch die Herstellung provisorischer Mittelstreifenüberfahrten und temporäre Ein- und Ausfahrrampen waren entsprechend des Baufortschrittes vorzusehen.

Der Umstieg auf Version 8 – eine richtige Entscheidung

Die technische Migration des Projektes von Version 7.7 auf Version 8.2 funktionierte problemlos und befürchtete Datenverluste waren nicht zu beklagen. Für die Entwurfsingenieure bestand nun die Herausforderung darin, sich innerhalb kürzester Zeit in die Struktur der Version 8 einzuarbeiten.

Hauptsächliche Schwierigkeit bestand darin, beim Schreiben von Entwicklungsdateien die geänderte Zeichensetzung zu beachten. Was so ein Komma und ein Punkt doch ausmachen können.

Dieses Problem stellte sich jedoch nur in einer anfänglichen Gewöhnungsphase und die richtige Dezimaltrennung war für die Bearbeiter bald Routine. Schnell zeigte sich, dass die Entscheidung zur Umstellung richtig war.

Neue Tools konnten genutzt werden und auch die Schleppkurvenberechnung bzw. die diesbezüglichen Ausgabemöglichkeiten sind komfortabler, anschaulicher und flexibler.

Zeichnerische Bearbeitung

Die weitergehende zeichnerische Bearbeitung der Planunterlagen – ausgenommen der Querprofilzeichnungen – wurde mit AutoCAD® durchgeführt. Dies lag darin begründet, dass die Unterlagen in einer komplexen, vorgegebenen Layer-Struktur des Auftraggebers erstellt und geliefert werden mussten. Mit der Ausgabe-Schnittstelle als DXF- bzw. DWG-Daten wurden die Entwürfe aus CARD/1 nach AutoCAD übergeben und fertiggestellt.

Fazit und Ausblick

Eine der großen CARD/1 Stärken liegt in der uneingeschränkten Möglichkeit des Anwenders, in den Querprofilen alle gewünschten Bestandteile eines Querschnittes zu erzeugen. Besonders bei komplexen und korrespondierenden Querschnitten zeigt sich dies in besonderem Maße.

Die bauliche Umsetzung des Projektes wird schrittweise in den kommenden Jahren erfolgen. Eine umfassende Baustellen- und Verkehrsführungslogistik sind hierfür erforderlich. Durch die Lärmschutzmaßnahmen, die Verbesserung des Verkehrsablaufes infolge der vorgenommenen Erweiterungsmaßnahmen und die Ausrüstung mit modernster Telematik bzw. Sicherheitstechnik wird die Bundesautobahn A 7 fit für die Zukunft gemacht.