Die längste Drei-Pylonen-Schrägseilbrücke der Welt

Die Queensferry Crossing verbindet Edinburgh mit dem Bezirk Fife. Sie erhebt sich stolz neben ihren beeindruckenden Nachbarinnen, der weltberühmten, 1890 eröffneten Forth Bridge, die zum UNESCO-Weltkulturerbe zählt, und der Forth Road Bridge, einer klassischen Hängebrücke, die 1964 eröffnet wurde. Der Bau der Queensferry Crossing begann 2011. Die bestehende Forth Road Bridge sollte ersetzt und für wichtige Wartungsarbeiten freigegeben werden, da sie als nicht mehr nutzbar eingestuft wurde. Heute wird sie von Fußgänger:innen, Radfahrer:innen, Einsatzfahrzeugen und dem öffentlichen Verkehr genutzt.

Die Queensferry Crossing war eine 1,35 Milliarden Pfund teure Investition der schottischen Regierung, die von der letzten Königin 2017 für den Verkehr eröffnet wurde. Heute ist sie ein Synonym für das moderne und fortschrittliche Schottland. Sie ermöglicht Transport und öffentlichen Verkehr, während durch den verbesserten Verkehrsfluss Emissionen reduziert werden. Bereits beim Design und Bau achtete man verstärkt darauf, den CO₂-Fußabdruck zu reduzieren. Und das gelang. Durchdachtes Design und innovative Ansätze sorgten dafür, dass viele Tonnen CO₂ gespart werden konnten.

Merkmale einer Ikone

Das sich überschneidende Seiltragwerk ist eines der herausragendsten Merkmale der neuen Brücke. Es verläuft auf 160 m Deckabschnitt, zwischen den beiden Mittelöffnungen über die Mitte der Brücke. Die wunderschöne Kabelinstallation sorgt dafür, dass das Bauwerk besonders stabil ist. Der zusätzliche Pylon in der Mitte macht das schlanke Design der Pylonen möglich.

Das Hauptdeck wird 50 Meter über dem höchsten Wasserstand von den Kabeln getragen. Mit einer Gesamtbreite von 40 m und einer Länge von 2,7 km bietet es 4 Spuren, die den Verkehr vor Wind schützen, und einen Seitenstreifen. Jeder Deckabschnitt war ein Fertigbauteil, das nach der Produktion zur Mündung des Forth verschifft und vor der Montage auf die vorhandene Installation angepasst wurde.

Die gesamte Brücke wurde mithilfe von Computermodellen analysiert. Zusätzlich wurden 3D-Modelle auf das Modell angewandt, um für Lastfälle das Eigengewicht der Brücke, verschiedene Verkehrslasten und Klimabedingungen wie Temperatureinwirkung und Wind zu simulieren.

Drei schlanke Pylonen wurden 210 m über dem mittleren Hochwasserspiegel installiert. Sie machen das Design der Queensferry Crossing so einzigartig. Gleichzeitig machen sie die Brücke zur höchsten Brücke Großbritanniens, da sie 50 Meter höher als die einstigen Brückenpylonen sind. Für ihren Bau in Abschnitten wurde ein innovatives Kletterschalungssystem eingesetzt.

Die Geologie der Forth-Flussmündung ist komplex. Es waren also verschiedene Ansätze für das Fundament jedes Pylons notwendig. Alle Fundamente wurden direkt auf das Flussbett gesetzt. Dadurch war es nicht notwendig, teure und zeitaufwändige Aufschüttungsarbeiten auf dem harten Gestein unter der Brücke vorzunehmen. Die Ingenieur:innen von Ramboll nahmen eine Feldzuordnung der Geologie in diesem Gebiet und eine Prüfung der Gesteinskerne, welche unter dem Meeresboden als Proben genommen wurden, vor. Auf diese Weise war sichtbar, wo die Gesteinsqualität beim Firth of Forth gut ist, und es konnte ein einheitlicher Designansatz für die Fundamente entwickelt werden.

Das Hinterfragen des Auftrags sparte 7.000 Tonnen Embodied Carbon

Ramboll erkannte während der Detailplanung, dass das Ferrytoll Viaduct am nördlichen Ende der Hauptquerung überarbeitet werden konnte, um so beträchtliche Kosten-, Programm- und Embodied-Carbon-Vorteile zu erhalten. Im Originaldesign war ein viel längeres Viadukt vorgesehen. Wir konnten aber zeigen, dass einige kleinere Änderungen bei der Ausrichtung möglich waren. Das bedeutete, dass ein wesentlicher Teil der Betonkonstruktion durch Befestigungen von Material, das vor Ort gewonnen wurde, ersetzt werden konnte. Durch diese Änderungen wurde der Bau einfacher. Der Verkehr wurde nicht so stark beeinträchtigt, es konnten Baumaterialien gespart werden (7.000 Tonnen Embodied Carbon). Zudem waren weniger LKW-Transporte nötig, was ebenfalls CO₂-Emissionen einsparte, welche beim Transport des Befestigungsmaterials von einem anderen Ort angefallen wären.

Vorbeugende Anlagenwartung

Mit dem Design der Queensferry Crossing wurde ein neuer, proaktiver und vorbeugender Ansatz zur Anlagenwartung entwickelt. Es wurden auf dem gesamten Bauwerk Sensoren installiert, mit denen ein digitales Abbild der Querung hergestellt wurde. Dieses digitale Abbild empfängt Daten von den Sensoren und überwacht somit in Echtzeit die strukturelle Gesundheit der Brücke. So wird es möglich, ein Modell für die Leistung unter normalen Bedingungen zu erstellen und mit neuen Trends oder voraussichtlichen Veränderungen bezüglich Lasten zu vergleichen, um Problemen vorzubeugen, bevor sie entstehen. Es werden aber nicht nur die Betriebskosten reduziert. Wartungsarbeiten können bereits lange im Voraus geplant werden, wodurch sichergestellt werden kann, dass die Arbeiten durchgeführt werden, wenn sie notwendig sind. Es kommt zu weniger Verkehrsbehinderungen bei den Brückennutzer:innen und dadurch werden auch die damit verbundenen CO₂-Emissionen reduziert.

Ramboll ist stolz darauf, das Design Joint Venture (DJV) geleitet zu haben, bei dem auch Sweco und Leonhardt Andra and Partners mitgewirkt haben. Das DJV arbeitete für die Auftragnehmer Forth Crossing Bridge Constructors (FCBC), einem Zusammenschluss von Hochtief, Dragados, American Bridge International und Morrison Construction, welche die Querung und die umliegenden Zugangsstraßen lieferten.

Die beeindruckende Queensferry Crossing bildet das Herzstück eines riesigen Upgrades für die wichtige Transportquerung des Flusses Forth im Osten von Schottland. Für die 22-km-Fläche werden umfassende Verbesserungen beim umliegenden Straßennetz geboten. Zum ersten Mal wird die M9 mit der M90 verbunden. Zudem wurde ein intelligentes Autobahnleitsystem ins Projekt integriert, das erste seiner Art in Schottland.

Design und Konstruktion dieser Brücke fanden bei diesem Projekt in der Branche Anerkennung und wurden für ihre Innovation und effiziente Lieferung gelobt. Dafür wurden folgende Preise vergeben: