Eine rund 10.000 t schwere Autobahnbrücke ist in Pittsburgh seitlich um 31,1 m verschoben worden. 42 hydraulisch gesteuerte Verschubschuhe bewegten die fertiggestellte Konstruktion aus Stahl und Beton an ihren endgültigen Standort. Das System basiert auf Technik, die Mammoet ursprünglich für die neue Schutzhülle über dem zerstörten Reaktor von Tschernobyl entwickelte.
Der eigentliche Verschub dauerte weniger als einen Tag. Für den Abbruch der alten Brücke, die Räumung des Baufelds, den Verschub und den Anschluss des Neubaus blieb die Interstate 376 insgesamt 17 Tage gesperrt. Rund 100.000 Fahrzeuge nutzen den Abschnitt normalerweise täglich.
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Neue Brücke entsteht direkt neben der Autobahn
Die Commercial Street Bridge führt die Interstate 376, den sogenannten Parkway East, über die Commercial Street und den Nine Mile Run im Osten Pittsburghs. Die alte Brücke war 1951 eröffnet und anschließend dreimal grundlegend saniert worden. Risse und der allgemeine Zustand des Bauwerks veranlassten die Verkehrsbehörde PennDOT schließlich, die Brücke vollständig zu ersetzen.
Eine konventionelle Erneuerung in mehreren Bauphasen hätte nach Angaben des Auftragnehmers mehr als vier Jahre lang wechselnde Fahrstreifenführungen, Einschränkungen und Sperrungen verursacht. Deshalb setzte PennDOT auf Accelerated Bridge Construction, kurz ABC.
Das Grundprinzip: Möglichst viele Arbeiten finden außerhalb des fließenden Verkehrs statt. Die neue Brücke wurde unmittelbar südlich des alten Bauwerks auf temporären Fundamenten errichtet. Währenddessen blieb die bestehende Verbindung weitgehend geöffnet.
Kern des Neubaus ist ein rund 251 m langer stählerner Delta-Rahmenträger mit sieben Trägerlinien. Für das Projekt wurden rund 3360 t Baustahl und etwa 9000 m³ Beton benötigt. Die fertiggestellte Brückenkonstruktion wog mehr als 22 Mio. lb. Das entspricht knapp 10.000 metrischen Tonnen.
Erst Abriss, dann Querverschub
Die Interstate wurde am 10. Juli 2026 vollständig gesperrt. Zunächst entfernten die Bauunternehmen die Fahrbahnplatte und weitere Bestandteile der alten Brücke mit konventionellen Abbruchverfahren.
Am 16. Juli folgte die kontrollierte Sprengung der verbliebenen Tragkonstruktion. Anschließend mussten die Mannschaften die Trümmer beseitigen, die endgültigen Auflager vorbereiten und die Verschubbahnen kontrollieren. Drei Tage später begann die neue Brücke ihre kurze, aber technisch anspruchsvolle Reise.
Dafür setzte das Schwerlastunternehmen Mammoet 42 Verschubschuhe ein. Sie waren auf vier Unterstützungslinien im Bereich der beiden Widerlager und der beiden Brückenpfeiler verteilt.
In die Verschubschuhe integrierte Hydraulikheber hoben die Brücke zunächst von ihren temporären Montageunterstützungen ab. Anschließend bewegten hydraulische Zylinder die Schuhe über vorbereitete Gleitbahnen. Jeder Verschubschuh ließ sich einzeln ansteuern. So konnten die Ingenieure die Bewegung der unterschiedlichen Auflagerpunkte aufeinander abstimmen.
Nur 2,5 cm Abweichung waren erlaubt
Die vier Unterstützungslinien mussten sich nahezu synchron bewegen. Zwischen den Bereichen an Pfeilern und Widerlagern war lediglich eine Abweichung von rund 2,5 cm zulässig.
Das war entscheidend, weil sich eine mehr als 250 m lange Konstruktion beim Anheben und Verschieben verformt. Bewegen sich einzelne Auflagerpunkte zu schnell oder zu langsam, entstehen zusätzliche Kräfte im Tragwerk.
Ein temporärer Stahlrahmen zwischen der Brücke und den Verschubschuhen begrenzte Torsionskräfte. Die geringe Bauhöhe der Verschubschuhe ließ genügend Platz für diese Hilfskonstruktion, ohne dass die Fundamente der Verschubbahnen unnötig verbreitert werden mussten.
Vor dem endgültigen Verschub führte Mammoet einen Testlauf über rund 1,5 m durch. Dabei überprüften die Ingenieure die Verformungen der Brücke, die auftretenden Kräfte und die Steuerung der einzelnen Verschubschuhe.
29 m in sieben Stunden
Der endgültige Verschub begann am 19. Juli gegen 10 Uhr. Innerhalb von sieben Stunden legte die Brücke 96 ft zurück, umgerechnet rund 29,3 m. Die restlichen 6 ft beziehungsweise 1,8 m folgten am nächsten Morgen.
Insgesamt wurde die Konstruktion um 102 ft oder 31,1 m verschoben. Danach senkten die integrierten Hydraulikheber die Brücke auf ihre endgültigen Lager ab.
Der Transport selbst war damit innerhalb von weniger als 24 Stunden abgeschlossen. Die häufig verwendete Formulierung, Pittsburgh habe die gesamte Brücke in einem Tag ersetzt, greift jedoch zu kurz. Die neue Konstruktion war bereits über Monate neben der Autobahn aufgebaut worden. Auch Abriss, Räumung und Anschlussarbeiten dauerten mehrere Tage.
Verschubsystem wurde für Tschernobyl entwickelt
Die in Pittsburgh eingesetzte Technik geht auf das sogenannte Novarka-Verschubsystem zurück. Mammoet entwickelte es für das New Safe Confinement über dem 1986 zerstörten Reaktorblock 4 des Kernkraftwerks Tschernobyl.
Die 36.200 t schwere Schutzhülle wurde aus Strahlenschutzgründen rund 330 m vom Reaktorgebäude entfernt montiert. Sie ist 165 m lang, 260 m breit und rund 110 m hoch.
Im November 2016 verschob Mammoet die fertiggestellte Stahlkonstruktion über eine Strecke von 330 m auf das Reaktorgebäude. Das computergesteuerte System bestand aus 116 Verschubschuhen mit einer Tragfähigkeit von jeweils bis zu 700 t. Beide Seiten der Konstruktion lagen 260 m auseinander und mussten vollständig synchron bewegt werden.
Für Pittsburgh wurde das Prinzip an die deutlich kleinere, aber immer noch außergewöhnlich schwere Brücke angepasst. Eine überarbeitete Steuerung lieferte den Bedienern unter anderem Daten zu den Zylinderbewegungen und den auftretenden Verschubkräften. Die einzelnen Verschubschuhe konnten unabhängig voneinander korrigiert werden.
Nach Angaben von Mammoet war die Commercial Street Bridge die bislang schwerste Brücke, die das Unternehmen in den USA bewegt hat.
17 Tage Sperrung statt jahrelanger Behinderungen
Nach dem Verschub schlossen die Mannschaften die Brücke an die bestehende Fahrbahn an und bereiteten den Abschnitt für die Wiedereröffnung vor. Am Abend des 27. Juli wurde die Interstate wieder für den Verkehr freigegeben – eine Woche früher als ursprünglich geplant.
Zwischen der Sperrung am 10. Juli und der Wiedereröffnung lagen damit 17 Tage. Vorgesehen waren bis zu 25 Tage.
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