Meisterliche Ingenieursbaukunst rund um Frankfurt

Meist sind es die Architekten, die hinterher die Lorbeeren für neue Gebäude einsammeln, doch ohne die Hilfe der Ingenieure wären viele dieser Bauten gar nicht erst entstanden. Um ein wenig aus dem Schatten herauszukommen, veranstalteten die beiden Ingenieurkammern von Hessen und Rheinland-Pfalz jetzt erstmals eine gemeinsame Reise, um wichtige Bauobjekte vorzustellen, Inspiration zu holen und sich über verschiedenen Anforderungen an den Ingenieurberuf auszutauschen.

Indem wir Projekte des Ingenieurbaus in den Fokus rücken, sensibilisieren wir für die vielfältigen Tätigkeitsfelder dieses Berufs“, betonte Prof. Dr.-Ing. Udo F. Meißner, der Präsident der Ingenieurkammer Hessen. Die Reise führte dabei zu drei spannenden Objekten in Hessen - zur Schiersteiner Brücke in Wiesbaden, dem Wasserwerk Biebesheim und zum Frankfurter MainTor-Areal.

Die Schiersteiner Brücke

Es gibt wohl kaum jemanden aus der Region, der noch nie auf der Autobahn über die (alte) Schiersteiner Brücke fuhr, die Hessens Landeshauptstadt Wiesbaden mit ihrem rheinland-pfälzischen Pendant Mainz verbindet. Was beim Bau 1961 für rund 20.000 Fahrzeuge pro Tag geplant war, muss heute im wahrsten Sinne des Wortes mehr als die vierfache Menge an Verkehr ertragen. Dabei steigt besonders der Schwerlastverkehr durch LKWs, was die alten Strukturen besonders fordert. Als Hessen Mobil, die für das Straßen- und Verkehrsmanagement des Landes zustänige Behörde, vor einigen Jahren eine gründliche Bestandaufnahme vornahm, konnte sie die Brücke nur abschreiben und war gezwungen zügig über einen Neubau nachzudenken, der den laufenden Verkehr nicht allzu stark behindert und auf die Anforderungen der Zukunft ausgerichtet ist.

Bei der Begehung der Baustelle wurden die Bedeutung des Projektes und die enormen Anforderungen an die Planer deutlich. So galt es, bei der Konzeption zum einen die zunehmende Verkehrslast zu berücksichtigen und gleichzeitig eine Brücke sicher auf dem nachgiebigen Boden des Rheins zu errichten, ohne die Schifffahrt durch übermäßig viele Brückenpfeiler zu behindern. Auch mussten im Naturschutzgebiet Mainzer Sand und Umgebung Pflanzen- und Tierwelt geschont werden.

Bereits 2007 hatte Bauherr Hessen Mobil einen Wettbewerb zu Planung und Bau der Brücke ausgelobt und dabei die Zusammenarbeit von Bauingenieur und Architekt unter Federführung eines Bauingenieurs vorgeschrieben. Die Sieger der Ausschreibung, die Frankfurter Arbeitsgemeinschaft Ingenieurbüro Grontmij BGS/Architekturbüro Ferdinand Heide, sieht neben sechs Spuren für den Autoverkehr einen Übergang für Fußgänger und Radfahrer vor, der auf deutlich niedrigerem Niveau unter dem Bauwerk eingehängt werden soll. Nach sechs Jahren Vorarbeiten wird seit Herbst 2013 gebaut und parallel zur alten Brücke die Betonpfeiler für die neue Brücke gegossen. An Land werden sie mit Hilfe von 18 je 33 Meter langen Pfählen im Boden verankert, im Fluss stehen die Pfeiler auf 22 je 20 Meter tiefen Pfählen. Bis 2016 soll diese erste Teilbrücke stehen, damit nach der Übergabe an den Verkehr die alte Brücke, die derzeit mit massiven Geschwindigkeitsbegrenzungen unter der Verkehrslast ächzt, abgerissen werden kann und an ihrer Stelle, teils auf alten Pfeilern, die zweite Brücke erbaut werden kann. Ab 2019 soll dann die vollständige neue Schiersteiner Rheinbrücke fertiggestellt sein, über die je Brücke drei Fahrbahnen und ein Standstreifen verlaufen. Die Kosten für das 206 Millionen Euro teure Bauwerk trägt der Bund.

Wasserwerk Biebesheim

Fast hätte man bei den sommerlichen Temperaturen Lust hineinzuspringen. Der Pool mit 36 Metern Durchmesser enthält zwar sauberes Wasser, aber darin schwimmen darf trotzdem niemand, denn die 5000 Kubikmeter in dem Tiefbehälter des Wasserwerks im südhessischen Biebesheim sind für die Versickerung im Hessischen Ried vorgesehen, zusammen mit dem Wasser eines weiteren Speichers gleicher Größe. Darin befindet sich gefiltertes Rheinwasser. Es hat fast Trinkwassergüte, denn auch auf den Feldern sollen die Bauern sauberes Grundwasser verwenden können und das Hessische Ried ist einer der größten Grundwasserspeicher des Rhein-Main-Gebiets. Was nicht geplant versickert, bekommen die Landwirte der Region für die Beregnung ihrer Äcker und Felder, die Frankfurt unter anderem mit dem köstlichen Spargel beliefern.

Dabei sah es nicht immer so aus. Ende der siebziger Jahre sackte im Ried der Grundwasserspiegel auf ein beängstigendes Maß ab. Die Wälder verdorrten, die Häuser der Region zeigten Setzrisse und auch mit Ausschachtarbeiten kamen die Bauern mit ihren Brunnen kaum noch an das wichtige Grundwasser heran. Die Zeit zum Handeln war gekommen und so gründeten die Kommunen der Region zusammen mit den regionalen Wasserversorgern den Wasserverband Hessisches Ried (WHR). Schnell war klar, dass es sinnvoll ist, dem nahen Rhein etwas Wasser zu entnehmen, es zu säubern und dem Grundwasser zuzuführen. Nicht alle waren von der Idee begeistert. Umweltschützer fürchteten eine Versalzung des Rheinwassers, was sich letztendlich als unbegründet herausstellte. „Seit nunmehr 25 Jahren hält das Wasserwerk den Grundwasserspiegel des hessischen Rieds konstant und gewährleistet die Wasserversorgung der Felder vor Ort.“ betont Betriebsleiter Walter Klupp.

Nachdem man zuvor zwei Jahre mit einem Modell an der TH Karlsruhe geprobt hatte, wurde das Werk errichtet, das Jahr für Jahr 43 Millionen Kubikmeter Rheinwasser, fast so viel wie der Inhalt des Bodensees, filtern kann. Bisher brauchte man es nur einmal auf halbe Kapazität hochzufahren, als im Jahrhundertsommer 2003 nicht nur die Menschen, sondern auch Vieh und Böden unter der Hitze litten. Bevor das Wasser in die großen Pools zur Zwischenspeicherung fließt, muss es erst einmal acht Filter durchlaufen. Bis zu 5400 Kubikmeter Wasser kann das Pumpwerk stündlich aus dem Rhein abfangen und mit Rechen und Sieben vorreinigen. Dabei bleibt alles hängen, was größer als ein Millimeter ist. Danach geht’s ans Eingemachte und dem Wasser wird Ozon zugesetzt, um Algen abzutöten und die Keime zu reduzieren. Bei der anschließenden Flockung, kommen dem uneingeweihten Betrachter sicherlich Bedenken, denn wenn dem Wasser Eisenchlorid und Schlamm zugegeben wird, sieht das alles andere als appetitlich aus.

Doch der Erfolg rechtfertigt die Maßnahme, denn dadurch verklumpen Schmutzpartikel wie Tonteilchen, Schwermetalle und Mikroorganismen zu den besagten Flocken, die sich im nächsten Becken am Boden absetzen. Jetzt ist das Wasser klar und kann mit erneuter Ozonzugabe weiter von Viren und Parasiten befreit werden. Da Ozon ein starkes Oxidationsmittel ist und bei Mensch und Tier zu einer Reizung der Atemwege führen kann, werden die Schadstoffe danach durch erneute Flockung gebunden. Durch Quarzkies, Anthrazit und Quarzsand wird der Rest aus dem Wasser herausgefiltert und es schlussendlich mit riesigen Aktivkohlefiltern von Pestiziden, Pharmaresten und organischen Überbleibseln gereinigt. Dann erst kann es in den Tank gepumpt werden.

Dass Planung und Bau des Wasserwerks eine Kombination verschiedener Ingenieurdisziplinen waren, machten die Ausführungen des Ingenieurs Joachim Kilian von der UNGER Ingenieurgesellschaft mbH deutlich. Das Darmstädter Büro war damals als Generalplaner für die Planung und Bauüberwachung der Anlage sowie für die Koordination der Fachplanung zuständig. „In dieser Funktion haben wir auch die Zusammenarbeit der verschiedenen Ingenieure koordiniert“, erklärte Kilian. Hierzu gehörten Statiker, Bauingenieure, Fachleute für die Aufbereitung des Rheinwassers und später auch Dr.-Ing. Heiko Gerdes. Er berechnete, wie viel Wasser dem Boden des hessischen Rieds entnommen und zugeführt werden darf. Sein Grundwasserbewirtschaftungsplan sorgt bis heute dafür, dass es nie wieder zu einer Absenkung des Bodens kommt, wie dies in den 1970 er Jahren passieren konnte.

Inzwischen hat Hessenwasser, ein Zusammenschluss der Wasserversorgungssparten der großen regionalen Versorger, die Kontrolle übernommen, überprüft das Wasser regelmäßig und pumpt es über ein 340 Kilometer langes Rohrsystem zu den Bauern der Region und zu speziell angelegten Sickerstellen. 5400 Hektar durstige Obst- und Gemüsefläche werden damit beregnet. Weitere Anlagen dieser Art existieren nach Auskünften des Betreibers in ganz Deutschland nicht. Die Wasserqualität des Rheins, freut sich Betriebsleiter Walter Klupp , hat sich in den Jahren deutlich gebessert, was sich durch einen geringeren Verbrauch an Klärungsmitteln bei der Säuberung auch finanziell auszahlt. Doch auch wenn der Fluss einmal durch eine Havarie oder einen Chemieunfall verunreinigt sei, sei das kein Beinbruch, da die Entnahme schnell gestoppt werden könne und etwas Reserven in den Wasserbehältern vorhanden seien. Das ist gut so, denn schließlich deckt der Grundwasserspeicher des Rieds beinahe die Hälfte des Trinkwasserbedarfs des nahen Rhein-Main-Gebiets.

Das Frankfurter Maintor-Areal

Auch Frankfurt kann mit beachtenswerter Ingenieursbaukunst aufwarten. Seit 2011 laufen auf dem MainTor-Areal die Bauarbeiten. Mit dem MainTor-Quartier gestaltet die Deutsche Immobilien Chancen-Gruppe das Areal zwischen Untermainkai und Weißfrauenstraße völlig neu. Dabei wird das einst geschlossene Fabrikgelände der Degussa nicht nur neu bebaut, sondern auch wieder zu einem öffentlichen Raum, der die lange Jahre unterbrochenen historischen Wegeverbindungen von der Innenstadt und aus dem Bankenviertel zum Mainufer wiederbelebt und sich mit Wegen und Straßen in die umliegenden Stadtviertel fest integriert. Der Neubau erfolgt in mehreren zeitlich und räumlich unabhängig voneinander zu realisierenden Bauprojekten; die Flexibilität macht es möglich, auf die spezifischen Anforderungen unterschiedlicher Nutzer- und Investorengruppen einzugehen. Die ersten beiden Gebäude „MainTor Primus“ und „MainTor Porta“ werden in diesem Jahr fertiggestellt. Während einer Führung wurde die Komplexität des Großprojektes deutlich: Der zuständige Ingenieur Dr.-Ing. Matthias Vogler wies auf die verschiedenen Anforderungen hin, die es bei Bau und Planung zu beachten galt und gilt: „Die gewachsene innerstädtische Lage birgt bezüglich der bestehenden Infrastruktur einige Zwangspunkte und Aufgabenstellungen. So blieb z.B. ein großer Abwassersammler während der ganzen Bauzeit in Funktion und musste so bei Planung und baubetrieblicher Umsetzung stets berücksichtigt werden.“ sagte Vogler.

Neben der Bewältigung dieser Herausforderungen war eine umfassende Kenntnis und fundierte Einschätzung der Bodenverhältnisse im Bereich der Baugruben vonnöten, um zum einen die Standsicherheit der benachbarten und direkt angrenzenden Bauwerke sicher zu stellen und zum anderen die Standsicherheit der neuen Gebäude zu gewährleisten. Wenn zum Beispiel der WINX Tower errichtet ist, wird er auf insgesamt 50, rund 30 bis 35 Meter langen und 1,50 Meter dicken Pfählen stehen. „Sie reichen bis auf den Fels, der in rund 35 bis 40 Metern Tiefe unter dem verformungsempfindlichen Tonboden von Frankfurt liegt“, erklärte Vogler. Die beim WINX Tower gewählte Gründungsform garantiert Standsicherheit bei gleichzeitig optimaler Wirtschaftlichkeit. Mit den Besonderheiten des Frankfurter Bodens kennt sich Voglers Büro, die Ingenieursozietät Professor Dr.-Ing. Katzenbach GmbH, bestens aus. Unter anderem hat sie dafür gesorgt, dass der Messeturm und Frankfurts derzeit höchstes Hochhaus, der Commerzbank Turm, auf sicheren Fundamenten stehen. Hierfür bewährte sich eine von Professor Katzenbach entwickelte Fundamentierungstechnik, die so genannte kombinierte Pfahl-Platten Gründung (KPP). Angaben der Ingenieursozietät zufolge spart sie im Vergleich zu herkömmlichen Pfahl-Gründungen bis zu 50 Prozent der Pfahl-Kosten.

Michael Ritter

(c) Magazin Frankfurt, 2018