AUTOBAHN RORSCHACHERBERG /STEIG

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1 HSR / IBU (Fachstelle Umweltingenieurwesen) / Lehre Bau AUTOBAHN RORSCHACHERBERG /STEIG Mögliche Alternativen Lärmschutz zu einer Tunnellösung (Resultate der HSR Arbeiten ) Präsentation ASTRA in Winterthur (Noger, Berger / GP Hirs) vom 27. Oktober 2017 Autor: Prof. P. Hardegger Studiengang: Bauingenieurwesen Rapperswil,

2 Inhaltsverzeichnis 1. Grundlagen 2. Einleitung 3. Prinzipielle Möglichkeiten 4. Leichtbauweise Vergleichsobjekte 5. Leichtbauweise Detailuntersuchung 6. Lärmschutzwände 7. Vorläufige Gesamtresultate aller HSR Studien «Rorschacherberg» Stand Oktober Vorschlag weiteres Vorgehen 2

3 1. Grundlagen Tunnelprojekt mit rund 400 m Länge aus dem Jahre 2006 Besprechungen mit Gemeinde Rorschacherberg Herbst 2015 ASTRA Unterlagen Herbst HSR Studentenarbeiten - CSnB (Case Studies nachhaltiges Bauen) HS 2015 (1. Semester mit Exkursion) - Nachhaltigkeitsbeispiel TripelBudgetierung (TriB) HS 2015 (5. Semester) - Projektarbeit FS 2016 Riedener (6. Semester) - CSnB (Case Studies nachhaltiges Bauen) HS 2016 (1. Semester zum Thema Leichtbauweise) 3

4 2. Einleitung Erweitertes Projektgebiet 4

5 2. Einleitung Tunnelprojekt scheiterte an den Kosten 46 Mio -> 60 Mio. Franken. (20 Mio. Steuerzahler?) -> Wäre alles schon geplant -> Investoren wären vorhanden -> Mehrkosten insb. durch Verschärfung Vorschriften -> Kosten können nicht eigenfinanziert werden -> Bereits verursachte Kosten: Fr. 5

6 2. Einleitung Wie ist es heute? -> Zu laut -> Insbesondere 5 Gebäude im Abstand 80 m -> Anwohner leiden darunter (65-70 db) -> ASTRA Schätzung Sanierung 1.5 bis 3 Mio. Fr. 6

7 2. Einleitung Projektgebiet HSR Studien: Vorschlag Perimeter; zwischenzeitlich Neubau / Sanierung von 2 Gebäuden im Randbereich => Möglichkeit zur Reduktion der Massnahmen auf eine Seite der Brücke (ca. 170 bis 200 m Länge)! 7

8 2. Einleitung 8

9 3. Prinzipielle Möglichkeiten / Generell 9

10 3. Prinzipielle Möglichkeiten / Lärmschutzwände Abbildung 3: Lärmschutzwände in vielen Variationen (Aluminium, Lavabeton, Holz, Glas, gekrümmt, auskragend etc.) 10

11 3. Prinzipielle Möglichkeiten / Einhausungen Kombinierte Einhausung (CH), Einhausung mit Glasdach (D), T eileinhausung (St. Margrethen CH) 11

12 3. Prinzipielle Möglichkeiten / Gallerien Gallerie (einseitig offen) (CH) 12

13 3. Prinzipielle Möglichkeiten / Flachdachvarianten Flachdachvariante Prinzipbild Flachdachvariante (Skizze HSR Studie) 13

14 3. Prinzipielle Möglichkeiten / Bogenvarianten Bogenvariante (Tschechien) Bogenvarianten (Köln / Niederlande) Überdachung Leichtbau (HSR Studie 2015) Bogenvariante (Skizze HSR Studie) 14

15 4. Leichtbauweise / Vergleichsobjekt Leichteinhausung A 10 Tauernautobahn Eben/Pognau Projektdaten: A 10 Tauernautobahn Baujahr 2010 Länge m Kosten ca. 22 Mio. Euro 15

16 4. Leichtbauweise / Vergleichsobjekt Leichteinhausung A 10 Tauernautobahn Eben/Pognau Ähnliches Lärmproblem wie Rorschacherberg Hochbelastete Autobahn Kurze Bauzeit Viel kostengünstiger als Massivbau (1 300 m für rund 22 Mio. Euro) Kostenschätzung Rorschacherberg rund 3.5 Mio. Fr. 16

17 4. Leichtbauweise / Vergleichsobjekt Leichteinhausung A 10 Tauernautobahn Eben/Pognau Bauzeit 17

18 4. Leichtbauweise / Vergleichsobjekt Grünbrücke Luckenwalde 18

19 4. Leichtbauweise / Vergleichsobjekt Grünbrücke Luckenwalde Spannweite 32 m Länge 40 m Dreigelenkbogen mit Stahlgelenken Brettschichtplatten aus Lärche Kosten rund 3 Mio Euro (90 % Holzbau) Irritationswände für das Wild Zweite Grünbrücke in Holzbauweise D Schätzung Rorschacherberg rund 12 Mio. Fr. 19

20 4. Leichtbauweise / Vergleichsobjekt Grünbrücke Luckenwalde 20

21 4. Leichtbauweise / Vergleichsobjekt Grünbrücken A1 und T5 Suhr Kanton Aargau: 2 Wildüberführungen von der Firma Timbatec geplant Holz: Lärche Varianten: 1 Balken oder 2 Rundbogen auf Mittelstreifen abgestützt 21

22 4. Leichtbauweise / Vergleichsobjekt Grünbrücken A1 und T5 Suhr Variante 2 Rundbogen 22

23 5. Detailuntersuchung Leichtbauweise / Grobvariante Holz - Beton Hangseitig durchgehende Stahlbetonwand Talseitg Stahl- oder Holzstützen Holzträger über die gesamte Autobahnbreite Ausführung mit Fertigelementen Leichbauplatten (beispielsweise Colveco) Kostenschätzung gemäss Vergleichsobjekt Leichteinhausung A10 AT ca. 5 Mio. Fr. 23

24 5. Detailuntersuchung Leichtbauweise / Stahlkonstruktion mit Photovoltaikanlage Grundgerüst Stahlkonstruktion Wände Schallschutz Möglichkeit Photovoltaik Dach Kurze Bauzeit über Autobahn Ursprüngliche Idee: CH Konsortium Grossprojekt 750 km! 1000 m: 20 Mio. Fr. Grobschätzung Rorschacherberg ca. 6 Mio. Fr. 24

25 5. Detailuntersuchung Leichtbauweise / Holzbaukonstruktion Lärmtoleranz: Emp 25

26 5. Detailuntersuchung Leichtbauweise / Holzbaukonstruktion 26 Rapperswil,

27 6. Lärmschutzwände Ca. 170 m bis 200 m Länge 27

28 6. Lärmschutzwände Empfindlichkeitsstufe III -> 60 db (Zielwert) 28

29 6. Lärmschutzwände Ist-Zustand: ca. 70 db (Alarmwert) Alle Simulationen mit Modell IMMI der HSR 29

30 6. Lärmschutzwände / Neuer Wohnraum? 30

31 6. Lärmschutzwände / Neuer Wohnraum? 16 Wohnungen à 150 m2 Fläche Gestaffelte Wohnungen Seesicht gewährleistet 31

32 6. Lärmschutzwände / Gekrümmte Lärmschutzwand 32

33 6. Lärmschutzwände / Gekrümmte Lärmschutzwand 33

34 6. Lärmschutzwände / Gekrümmte Lärmschutzwand mit Mittelwand 34

35 6. Lärmschutzwände / Gekrümmte Lärmschutzwand mit Mittelwand Feststellung: Mittelwand «nicht rentabel» 35

36 6. Lärmschutzwände / Betonwand mit Steinkörbe 36

37 6. Lärmschutzwände / Betonwand mit Steinkörben 37

38 6. Lärmschutzwände / Betonwand mit Steinkörben und Mittelwand 38

39 Betonwand mit Steinkörben und Mittelwand Feststellung: Mittelwand «nicht rentabel» 39

40 6. Lärmschutzwände / Auskragende Betonmauer 40

41 6. Lärmschutzwände / Auskragende Betonmauer 41

42 6. Lärmschutzwände / Vorschlag: Gekrümmte Lärmschutzwand Länge LSW: (170 bis) 200 m Höhe LSW: 7.4 m Kosten pro m: ca inkl. Transport Aufschüttung pro m: 50 m3 à 48 Fr/m3 Fläche Solarzellen pro m: 3 m -> 600 m2 42

43 6. Lärmschutzwände / Finanzierung Errechnetes Budget (gilt auch für Leichtbauweise) ASTRA : 1.5 bis 3.0 Mio. Franken Mehrwertabschöpfung : 3.6 Mio. Franken oder sogar ganzer Erlös (Gemeindeland) bis 10 Mio. Fr. Rest: «Steuerkasse» der Gemeinde -> Budget: ~ 5 bis 6.5 (12) Millionen Franken Rechnung Mehrwertabschöpfung Landwirtschaftsland: Bauland: ca. 30 Fr./m2 ca. 750 Fr./m2 Abgeschöpft werden: ~30 % von 720 Fr./m2 Fläche etwa m2 oder auch via Bausynergien 43

44 6. Lärmschutzwände / Resultate Das Projekt sollte finanziell realisierbar sein; dies gilt grundsätzlich auch für Leichtbauweise -> LSW aus Fertigteilen -> verhältnismässig kurze Bauphase erwartet Die Lärmbelastung wird massgeblich reduziert Seesicht immer noch gewährleistet (muss allerdings noch genauer angeschaut werden) Photovoltaik lohnt sich nach 11 Jahren Amortisation 16 neue Wohnungen möglich.. 44

45 6. Lärmschutzwände / Resultate Vorläufige Schlussfolgerungen Lärmschutzwandvarianten: - Grundsätzlich einfachste Lösung. - Lärmmässig könnten gesetzliche Werte damit eingehalten werden. - Randzonen müssten noch genauer angeschaut werden. - Zusätzliche Lärmschutzwand im Mittelstreifen bringt generell kaum eine Verbesserung. - Kosten- / Nutzenverhältnis sehr gut. - Zusatznutzen durch eine mögliche Zusatzüberbauung gross. Damit könnte Projekt eigenfinanziert werden! - Photovoltaik verschiedenartig gut integrierbar. Sollte mittels Subventionen kostendecken betrieben werden können. 45

46 7. Vorläufige Gesamtresultate der HSR Studien Stand Oktober 2017 Vorschlag Beschränkung der baulichen Massnahmen auf aktuell vorhandenes Problemgebiet = > ca. 170 bis 200 m (u.a. auch wegen saniertem MFH östlich der Brücke). Lärmreduktion steht im Vordergrund; gleichzeitig Mitberücksichtigung Sichtverhältnisse (Sicht auf Bodensee und lokale Ansichten Bauwerk selber); Photovoltaik als Möglichkeit in Betracht ziehen (wird im optimalen Fall für sich einigermassen kostenneutral ausfallen). Betreffend Variante Lärmschutzwand: Bestvariante gemäss bisherigen Untersuchungen gekrümmte oder ausgekragte Konstruktion, da eine höhenmässige Reduktion dadurch möglich wird. Photovoltaik Lösungen bei dieser Variante nur beschränkt kombinierbar; Unterhaltskosten? Alternative zu Lärmschutzwand: Leichtbaukonstruktionen gemäss den diversen Beispielen gemäss Detailausarbeitung; Photovoltaiklösungen sind dabei zum Teil gut integrierbar (abhängig hauptsächlich von Form); Unterhaltskosten? Optimierung Gesamtwertschöpfung im Hinblick auf Finanzierung möglich durch Kombination Lärmschutz / Erweiterung bestehende Überbauung sofern Einigung mit ASTRA möglich; letzteres ist vor allem für eine Leichtkonstruktion notwendig. 46

47 8. Vorschlag weiteres Vorgehen Weiteres Vorgehen: - Grundsätzliche Stellungnahme ASTRA betreffend Vorabklärungen und Vorschlägen der HSR - Abklärungsbedarf ASTRA Fläche südlich Autobahn - Stellungnahme ASTRA zu Varianten Lärmschutzwand und Leichtbaukonstruktionen - Behandlung im Gemeinderat Rorschacherberg - Vertiefung Varianten Lärmschutzwand und Leichtbaukonstruktionen durch weitere Arbeiten der HSR (Projekt- oder Bachelorarbeiten oder auch Bearbeitung am Institut der Bauabteilung) und/oder Vorstudien Büros auf der Basis der bisher gesammelten Erkenntnisse (Machbarkeitsstudien etc.) 47

48 Kontakt HSR Hochschule für Technik Rapperswil Prof. Paul Hardegger Oberseestrasse 10 CH-8640 Rapperswil Leiter Fachstelle Umweltingenieurwesen am IBU und KIB T +41 (0) NATEL 079 / paul.hardegger@hsr.ch 48