Schleusen und Sperrwerke

Estesperrwerk,
LOS II: Sperrwerk mit Klappbrücke und Betriebsgebäude,
Freie und Hansestadt Hamburg,
Strom und Hafenbau 1998-2000
Volumen: 20,2 Mio.

Mit der Erneuerung des Estesperrwerks beabsichtigt die Wirtschaftsbehörde Hamburg, den Hochwasserschutz auf einen technisch aktuellen Stand zu bringen, mit einer stärkeren Brückenkonstruktion dem stark gestiegenen Verkehrsaufkommen zu entsprechen und die Erreichbarkeit der Sietas-Werft für Schiffe zu verbessern. Zu diesem Zweck wird in der vorhandenen Deichlinie ein neues Sperrwerk mit einer lichten Durchfahrtsbreite von 40,0 m errichtet. Es wird 70,0 m westlich des alten Sperrwerks angeordnet, so dass der Neubau die Funktion des vorhandenen Sperrwerks nicht beeinträchtigt. Die Baumaßnahme wurde zur Einhaltung des Fertigstellungstermins in zwei Lose geteilt.

Der erste Bauabschnitt (Los I) umfasste die Sicherung des Baustellenbereichs, in dem danach das neue Sperrwerk errichtet werden soll. Im Wesentlichen war dies die Herstellung eines Hochwasserschutzdammes mit Verkehrsumlenkung und die Erstellung der Sperrwerksbaugrube. Das Los II beinhaltet die Herstellung des neuen Sperrwerks mit Klappbrücke und Stemmtoren, des Betriebsgebäudes mit Steuerwarte, der elb- und esteseitigen Flügelwände, den Rückbau des vorhandenen Sperrwerks, die Anpassung des Deichprofils, des Straßenbaus sowie die begleitenden ökologischen Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen. Während der gesamten Bauzeit wird der Verkehr nur gering beeinträchtigt und der Hochwasserschutz bleibt stets gewährleistet.

Das Sperrwerk mit Außenabmessungen von ca. 52,5 m x 68,0 m, ist als Massivbauwerk konzipiert. Die Sohlstärke beträgt bis zu 3,8 m, während die Wände in den Widerlagerbereichen eine Stärke von bis zu 5,75 m erreichen. Insgesamt werden für die Sohle und Wände ca. 19.600 m³ Beton und ca. 2.450 t Betonstahl eingebaut.

Um die hohe Verkehrsbelastung durch Betonfahrzeuge in den umliegenden Ortschaften gering zu halten, wird eine stationäre Betonmischanlage eingesetzt. Das Betriebsgebäude wird als Betonkonstruktion separat auf Ortbetonrammpfählen gegründet. Die Steuerwarte wird architektonisch mit Glas und Aluminium gestaltet. Die elbseitigen Flügelwände bestehen aus kombinierten Peiner Stahlspundwänden, deren Rückverankerung durch 1:1 geneigte Stahlpfähle erfolgt. Bedingt durch die bis zu 10,0 m anstehenden mächtigen Weichschichten ist der Einbau von Vertikaldrainagen erforderlich. Die Überbauplatte aus Beton ist vorn auf der Spundwand und hinten auf Stahlbetonrammpfählen gegründet. In der westlichen Flügelwand ist eine Tidetreppe für den Fährbetrieb integriert.

Die esteseitigen Flügelwände werden als schrägverankerte Wellenspundwände mit Betonholmabdeckung hergestellt. Der Abbruch des alten Sperrwerks erfolgt nach Inbetriebnahme des Neubaus. Das alte Bauwerk wird land- und wasserseitig durch Spundwände eingefasst, sämtliche Stahlbauteile werden ausgebaut und der vorhandene Betonkörper bis auf NN + 4,0 m abgebrochen und verfüllt.

Mit den Deichbauarbeiten wird der Deich in Richtung, Höhe und Profil dem neuen Sperrwerk angepasst. Durch den Straßenbau wird der Deichbau ergänzt und die neue Verkehrsführung über die Klappbrücke hergestellt. Die Ost-West-Richtung über das Sperrwerk führende zweispurige Straßenbrücke ist als Waagebalken- Klappbrücke konzipiert.

Die Brückenklappe, mit einer Stützweite von 50,5 m und ca. 520 t Eigengewicht, ist als Hohlkasten mit orthotroper Fahrbahnplatte der Brückenklasse 60/30 ausgelegt. Beidseitig sind Gehwege , auf der Nordseite ein kombinierter Geh-/ Radweg, angeordnet. Parallel zur Brückenklappe sind Federbalken angeordnet, die das Waagebalkensystem weitgehend von Schwingungen freihalten. Für den annähernden Gewichtsausgleich sind ca. 540 t Ballastbeton erforderlich.

Über ein Treppenhaus in dem ca. 22,0 m hohen Pylon wird das Maschinenhaus erreicht, das 6,0 m über der Straße zwischen den Pylonen angeordnet ist. Hier befinden sich das Hydraulische Antriebssystem sowie die Elektrik. Der Antrieb der Klappbrücke erfolgt über zwei doppelt wirkende Hydraulikzylinder. Die Brücke kann damit im Normalbetrieb in nur 3,5 Minuten geöffnet oder geschlossen werden. Zylinderzugkräfte von bis zu 2.500 kN und Druckkräfte bis zu 4.600 kN, in Sonderfällen bis zu 7.000 kN, werden mit dem Antrieb realisiert.

Die Stemmtore werden ebenfalls hydraulisch mit dem Aggregat des Brückenantriebs bewegt. Jeder Stemmtorflügel ist mit einem Zylinder ausgerüstet. Es können damit Schließ- und Öffnungszeiten von jeweils 4,5 Minuten erreicht werden. Antriebskräfte von mehr als 1.800 kN ermöglichen ein sicheres Schließen der Sperrwerkstore. Zusätzlich sind die Stemmtore mit von der Stromversorgung unabhängigen Notschließ- einrichtungen ausgerüstet, um den hohen Sicherheitsanforderungen des Hochwasserschutzes zu genügen. Die Lagerung der Stemmtore erfolgt über Kalotten und Spurzapfen als Spurlager sowie einstellbaren Gewindestangen als Halslager. In der geschlossenen Stellung der Tore werden die Kräfte aus dem Wasserdruck über Stemmknaggen, die an den Toren und am Bauwerk angeordnet sind, abgetragen. Jeder Stemmtorflügel ist mit einem hydraulisch angetriebenen Spülschütz ausgerüstet. Zusammen mit den an den Kammerwänden installierten Unterwasserrührwerken wird damit eine Verschlickung der Sperrwerkskammer verhindert.

Die Stemmtore sind doppelt kehrend ausgebildet und können somit auch als Revisionsverschluss für den Rückstau der Este eingesetzt werden. Jeder der vier Stemmtorflügel ist mit einem Regulierschütz, das als Rollschutz ausgebildet ist, zur Erreichung des Stauausgleiches ausgerüstet. Als weiterer Revisionsverschluss ist ein Nadelnotverschluss, der aus dem, Nadellehnträger -Hohlkastenkonstruktion- und den Rohrnadeln -Rohre- besteht, vorgesehen. Die Stromversorgung erfolgt aus dem Mittelspannungsnetz der HEW, die bei Stromausfall von einem 225 kVA Notstromaggregat übernommen wird. Die elektrischen Steuerung der Brücken- und Stemmtore und die komplette Verkehrsleiteinrichtung werden im Automatikbetrieb über PC gesteuert, um den hohen Sicherheitsanforderungen des Sperrwerks Rechnung zu tragen.