Ermittlung der Auswirkungen eines Basis-Straßentunnels auf den Durchgangsverkehr in Darmstadt

Reubold, Marian (2017)
Ermittlung der Auswirkungen eines Basis-Straßentunnels auf den Durchgangsverkehr in Darmstadt.
Technische Universität Darmstadt
Masterarbeit, Bibliographie

URL / URN: https://www.verkehr.tu-darmstadt.de/media/verkehr/fgvv/beruf...

Kurzbeschreibung (Abstract)

Heutzutage sind viele Städte und Gemeinden in Deutschland durch erheblichen Kfz-Verkehr und die daraus resultierenden Lärm- und Schadstoff-Belastungen in ihren Zentren geprägt. Dies trifft auch auf die Wissenschaftsstadt Darmstadt zu, deren steigende Bevölkerungszahlen sowie deren Lage im südhessischen Rhein-Main-Gebiet ein kontinuierlich ansteigendes Verkehrsaufkommen nach sich ziehen. Das steigende Verkehrsaufkommen führt dazu, dass Teile des innerstädtischen Straßennetzes vor allem zu Hauptverkehrszeiten an ihre Kapazitätsgrenzen stoßen. Zur verkehrlichen Entlastung der Innenstadt wird daher seit langem über verschiedene Möglichkeiten für eine Umgehungsstraße diskutiert. Am Fachgebiet Verkehrsplanung und Verkehrstechnik der Technischen Universität Darmstadt ist diesbezüglich die Idee entstanden, den Durchgangsverkehr, der im gegenwärtigen Zustand durch die Innenstadt verläuft, über einen „Basistunnel“ unter der Stadt hindurch zu leiten. Innerstädtische Anschlüsse zur Einleitung von Quell- und Zielverkehr sind möglich. Das Ziel dieser Master-Thesis ist demnach die Entwicklung eines Verkehrskonzepts für einen Basis-Straßentunnel in Darmstadt. Hierfür sollte zunächst eine Methodik entwickelt werden, mit der in vergleichbaren Fällen verfolgenswerte verkehrsplanerische Varianten identifiziert werden können. Diese Methodik sollte am Beispiel Darmstadt angewendet werden, um besagtes Verkehrskonzept zu erarbeiten und anschließend die grundsätzliche verkehrliche Zweckmäßigkeit des Basistunnels in Bezug auf verkehrliche Auswirkungen für die Stadt Darmstadt und Umgebung beurteilen zu können. Grundlage der Variantenuntersuchung war die Problemanalyse, welche Beschreibung und Beurteilung des gegenwärtigen Zustands, die Erarbeitung von Zielvorstellungen sowie das Aufzeigen auftretender Mängel und möglichem Chancenpotentials beinhaltete. Hierbei wurden sowohl ein Mängel- als auch ein Chancenkatalog erarbeitet. Auf deren Basis wurde ein Zielsystem entwickelt, das als Grundlage für die Identifizierung der verkehrsplanerischen Varianten eines Basistunnels diente. Die Variantenuntersuchung beinhaltete die Identifizierung und Bewertung möglicher Anschlussstellen in der Nähe der städtischen Anschlüsse Darmstadt Ost (B26 Richtung Dieburg) und Darmstadt West (A5/A672 Richtung Griesheim) sowie verschiedener innerstädtischer Anschlussstellen. Die Bewertung wurde mittels der formalisierten Bewertungsmethode der Nutzwertanalyse unter Berücksichtigung zuvor identifizierter Beurteilungskriterien durchgeführt. Hierbei stellten sich die Hanauer Straße im Osten und die Rheinstraße im Westen als geeignete Anschlussstellen für die Realisierung der Tunnelmünder heraus. Für die Herstellung von innerstädtischen Anschlussstellen sind vor allem Landgraf-Georg-Straße, Hügelstraße, Bleichstraße und Kasinostraße geeignet. Durch Kombination der identifizierten Anschlussstellen Darmstadt Ost und West mit den verschiedenen Funktionsgruppen der innerstädtischen Anschlussstellen konnten sieben Tunnelvarianten entwickelt werden: • Tunnelvariante T1 – Verbindung der Anschlussstellen Darmstadt Ost und West ohne innerstädtischen Anschluss • Tunnelvariante T2 – Verbindung der Anschlussstellen Darmstadt Ost und West mit innerstädtischem Anschluss Landgraf-Georg-Straße • Tunnelvariante T3 – Verbindung der Anschlussstellen Darmstadt Ost und West mit innerstädtischem Anschluss Hügelstraße • Tunnelvariante T4 – Verbindung der Anschlussstellen Darmstadt Ost und West mit zwei innerstädtischen Anschlüssen Landgraf-Georg-Straße und Hügelstraße • Tunnelvariante T5 – Verbindung der Anschlussstellen Darmstadt Ost und West mit innerstädtischem Anschluss Bleichstraße • Tunnelvariante T6 – Verbindung der Anschlussstellen Darmstadt Ost und West mit zwei innerstädtischen Anschlüssen Landgraf-Georg-Straße und Bleichstraße • Tunnelvariante T7 – Kombination der Variante T2 mit dem innerstädtischen Anschluss Kasinostraße mittels separatem Tunnelarm.

Die Tunnelvarianten wurden insbesondere im Hinblick auf Ausmaß der verkehrlichen Entlastung der Innenstadt und der für deren Herstellung aufzubringenden Kosten miteinander verglichen. Für die Bewertung wurde das Verfahren der Wirksamkeits-Kosten-Analyse angewendet. Diese wird ebenfalls den formalisierten Verfahren zugeordnet. Sie ist für den Variantenvergleich eines Basis-Straßentunnels insbesondere deshalb geeignet, da hierbei die quantifizierbaren Wirkungen monetären Einheiten gegenübergestellt werden können. Dies ist unter Berücksichtigung von Entlastungswirkung und Herstellungskosten des Basistunnels zweckmäßig. Die Kalkulation der Herstellungskosten basiert auf den Bauwerksabmessungen der jeweiligen Tunnelvarianten (Länge des Bauwerks, Anzahl der Anschlussstellen und jeweils zugeordneter Regelquerschnitt) und beinhaltet Kosten für Rohbau und Ausstattung, Straßenbaukosten sowie entsprechende Planungskosten. Bezüglich der Entlastungswirkung wurde vor allem die Entlastung der im Rahmen der Problemanalyse definierten innerstädtischen Überlastungsbereiche überprüft. Hierfür wurden die einzelnen Tunnelvarianten mittels der Verkehrsplanungssoftware PTV Visum modelliert und die verkehrlichen Wirkungen in Darmstadt und im Umland abgeschätzt. Grundlage war die von der Stadt Darmstadt bereitgestellte Verkehrsprognose – Nullfall 2020. Gemäß Zielsystem wurden die Auswirkungen auf Gesamt- und Schwerverkehr unterschieden. Auf Basis der Bewertung konnten die Varianten T1, T3 und T5 von der weiteren Untersuchung ausgeschlossen werden. Tunnelvariante T2 ist demnach mit ca. 453,1 Millionen Euro Herstellungskosten als kostengünstigste Variante anzusehen. Die Schwerverkehrsbelastung der Innenstadt sinkt durchschnittlich um 32 %. Der innerstädtische Gesamtverkehr geht um 31 % zurück. T4 entlastet die Innenstadt zu 35 % vom Gesamt- und zu 34 % vom Schwerverkehr, ist aber in etwa 136,7 Millionen Euro teurer als Variante T2. T6 und T7 entlasten die Innenstadt durchschnittlich um 38 % bezüglich des Gesamtverkehrs und weisen demnach die größte absolute Entlastungswirkung auf. T7 ist allerdings mit 630,1 Millionen Euro erheblich teurer als die übrigen Varianten. Die Herstellungskosten für T6 betragen in etwa 583,3 Millionen Euro. Insgesamt weist Tunnelvariante T2 das größte Wirksamkeits-Kosten-Verhältnis in Bezug auf Gesamt-und Schwerverkehr auf. Innerstädtisch verzeichnen die Hanauer Straße (bis zu 74 % in Variante T6), die Landgraf-Georg-Straße (mindestens 75 % in allen Varianten) und die Heinrichstraße (bis zu 85 % in Variante T6) die größten Entlastungswirkungen bezüglich des Gesamtverkehrs. In Bezug auf den Schwerverkehr werden in sämtlichen Varianten die Hanauer Straße und die Landgraf-Georg-Straße bis zu 89 % und die Heinrichstraße um bis zu 50 % entlastet. Darüber hinaus wurden zur Abbildung der zukünftigen Verkehrsnachfrage ausgehend von der Verkehrsprognose der Stadt Darmstadt verschiedene Nachfrageszenarien entwickelt. Dabei wurden Annahmen für zukünftige Entwicklungen in Bevölkerung, Wirtschaft und Fahrzeugtechnologie getroffen. Auf Basis der prognostizierten Entwicklungen wurden die Auswirkungen der Tunnelvarianten auf die Verkehrsverteilung in der Stadt und im Umland abgeschätzt. Hierbei wurde deutlich, dass alle Varianten vergleichbare Robustheiten in Bezug auf zukünftige Entwicklungsmöglichkeiten der verkehrlichen Belastung in Darmstadt und Umgebung aufweisen. Die Szenarien der zukünftigen Verkehrsnachfrage haben keine gravierenden Auswirkungen auf das Bewertungsergebnis. Abschließend ist zu sagen, dass die vorliegende Master-Thesis lediglich als Entscheidungsgrundlage dienen kann. Eine abschließende Entscheidung auf Basis der dargestellten Wirksamkeits-Kosten-Analyse sowie der beschriebenen verkehrlichen Auswirkungen auf Darmstadt und Umgebung kann ausschließlich durch politische Entscheidungsträger und Träger öffentlicher Belange erfolgen.

Typ des Eintrags:

Masterarbeit

Erschienen:

2017

Autor(en):

Reubold, Marian

Art des Eintrags:

Bibliographie

Titel:

Ermittlung der Auswirkungen eines Basis-Straßentunnels auf den Durchgangsverkehr in Darmstadt

Sprache:

Deutsch

Referenten:

Boltze, Prof. Dr. Manfred ; Jiang, M. Sc. Wei

Publikationsjahr:

2017

Datum der mündlichen Prüfung:

2017

URL / URN:

https://www.verkehr.tu-darmstadt.de/media/verkehr/fgvv/beruf...

Kurzbeschreibung (Abstract):

Alternatives oder übersetztes Abstract:

Alternatives Abstract

Sprache

Nowadays, in Germany many inner cities and communities are characterized by substantial vehicle traffic, which results in noise- and pollution load. The science city of Darmstadt is also affected by this phenomena, as the city has increasing numbers of population, such as its position in south of Hessen and the Rhein-Main-Area, that causes a continuous increase of traffic. The increasing traffic causes that some inner city road networks reach their capacity limit, especially during rush hours. For a long time, the relief of the inner city traffic has been discussed on the basis of a possible bypass road. The chair of Transport Planning and Traffic Engineering at the TU Darmstadt has developed the idea of guiding the transit traffic, who right now flows through the inner city, via a „base tunnel“ under the city. The connection of originating- and terminating traffic with inner city interchanges is possible. The aim of this Master-Thesis is the development of a traffic concept for a basic street tunnel in Darmstadt. Therefore, a methodology should be developed, with the ability to compare and identify traffic plan details of similar cases. This methodology should be applied on the example of Darmstadt, to develop a specific traffic concept and eventually to judge the fundamental traffic expediency of the base tunnel in connection to traffic consequences for the city of Darmstadt and its surroundings. The basis for the variant analysis has been the problem analysis, which included the description and judgment of the current status, the development of aims, such as the underlining of occurring defects and possible opportunity potential. At this, a defect- and opportunity potential catalogue has been acquired. On this bases a target system has been developed that serves as a basic identification for the traffic planning variation of the base tunnel. The variant analysis included the identification and judgment of possible interchanges in short distance to the city interchanges Darmstadt East (B26 direction Dieburg) and Darmstadt West (A5/A672 direction Griesheim) such as different inner city interchanges. The judgment has been executed by the formalized valuation method of the value benefit analysis. Besides, the already identified evaluation criteria has been respected. Hence, the Hanauer Straße in the east and the Rheinstraße in the west are the most suitable interchanges for the realization of tunnel mouths. The Landgraf-Georg-Straße, Hügelstraße, Bleichstraße, and Kasinostraße are most suitable for the construction of inner city interchanges. With the combination of the identified interchanges Darmstadt East and West and the function groups of the inner city interchanges a number of seven tunnel versions had been developed: • Tunnel version T1 – Connection of the interchanges Darmstadt East and West without an inner city interchange • Tunnel version T2 – Connection of the interchanges Darmstadt East and West with the inner city interchange Landgraf-Georg-Straße • Tunnel versionT3 – Connection of the interchanges Darmstadt East and West with the inner city interchange Hügelstraße • Tunnel version T4 – Connection of the interchanges Darmstadt East and West with two inner city interchanges Landgraf-Georg-Straße and Hügelstraße • Tunnel version T5 – Connection of the interchanges Darmstadt East and West with the inner city interchange Bleichstraße • Tunnel version T6 – Connection of the interchanges Darmstadt East and West with the two inner city interchanges Landgraf-Georg-Straße and Bleichstraße • Tunnel version T7 – Combination of version T2 with the inner city interchange Kasinostraße by courtesy of a separated tunnel path

The tunnel versions were especially compared to the amount of the traffic relief of the inner city and the expected costs for the construction. The evaluation was executed with the procedure of the cost-effectiveness-analyses. The procedure is also categorized as a formalized procedure. This procedure is especially suitable for the variant comparison of a basic street tunnel, because the quantifiable effects of monetary units are comparable. In consideration of expediency, the relief effects and the constructions cost are essential. The calculation of the construction costs is based on the certain construction measurements of each tunnel version (distance of construction, number of interchanges and each assigned standard cross section) and includes equipment and shell constructions costs, and road construction such as planning costs. oncerning the relief effects, especially the relief that had been defined with the problem analysis of inner city overload ranges were reviewed. Therefore, each tunnel version has been modeled with the traffic planning software PTV Visum and the traffic effects in Darmstadt and its surroundings were estimated. The traffic prediction „Nullfall 2020“ from the city of Darmstadt was the used as a basis. The consequences on the heavy- and entire traffic has been differentiated according to the aim system. On the basis of the evaluation the versions T1, T3, and T5 were excluded. With the amount of approximately 453,1 million euro constructions costs is tunnel version T2 the cheapest . The inner city's heavy traffic load decreases by 32 %. The overall traffic of the inner city decreases by 31 %. T4 reliefs the inner city about 35 % of entire traffic and 34 % of the heavy traffic. However, with costs of approximately 136,7 million euro this versions is more expensive than version T2. T6 and T7 relief the inner city in an average of 38 % concerning the entire traffic, which also means the highest absolute relief effect. Nevertheless, with 630,1 million Euros, T7 is significantly more expensive as the other versions. The T6 production costs are around 583,3 million euro. In total, the version T2 has the highest cost-effectiveness-ratio concerning the heavy- and entire traffic. Concerning the inner city, the highest relief effect has the Hanauer Straße (up to 74 % in version T6), the Landgraf-Georg-Straße (at least 75 % in all versions), and the Heinrichstraße (up to 85 % in version T6) for the entire traffic. A relief concerning the heavy traffic have in each version the Hanauer Straße and the Landgraf-Georg-Straße up to 89 % and the Heinreichstraße up to 50 %. Furthermore, for the illustration of the future transport demand, based on the traffic prediction of the city of Darmstadt, various demand scenarios were developed. For this, estimations for future development of population, economy and vehicle technology were acquired. On the basis of the predicted development, the consequences of the tunnel versions for the traffic distribution in the city and its surroundings were estimated. Hence, all versions show similar robustness concerning the future development possibilities of the traffic load in Darmstadt and its surroundings. Consequently, the future scenarios of traffic demands have no serious influence on the valuation result. Concluding, this Master-Thesis can only serve as a basis of decision-making. A final decision on the basis of the illustrated cost-effectiveness-analyses, such as the described traffic effects on the city of Darmstadt and its surroundings can only be executed by politic decision-makers and carrier of public interest.

Englisch

Fachbereich(e)/-gebiet(e):

13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Verbund Institute für Verkehr
13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Verbund Institute für Verkehr > Institut für Verkehrsplanung und Verkehrstechnik

Hinterlegungsdatum:

26 Jan 2018 21:23

Letzte Änderung:

22 Jun 2018 14:37

PPN:

Referenten:

Boltze, Prof. Dr. Manfred ; Jiang, M. Sc. Wei

Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung:

2017