Wie sich Europas größte Hub-Drehbrücke sicher bewegen lässt

1876 wurde die erste Friesenbrücke, damals noch Emsbrücke Hilkenborg, über die Ems eröffnet. Nach Neubauten 1926 und 1950/51 sowie einer Schiffskollision im Jahr 2015 steht nun rund 150 Jahre nach der ersten Brücke die vierte Konstruktion bei Weener in Niedersachsen. Der Neubau ist mit umfangreicher Elektrotechnik für Versorgung und Brückensteuerung einschließlich des beweglichen Drehteils ausgestattet. Dieses kann für größere Schiffe hydraulisch angehoben und um 90° gedreht werden. Nach dem Spatenstich Mitte 2021 erhielt Actemium, die Industriemarke von Vinci Energies, Ende 2023 den Auftrag zur Planung und Installation der Elektro- und Steuerungstechnik. Sie umfasst die Energieversorgung, Kabelanlagen und Trassen, die Brückensteuerung mit Leitstand, Sensorik und Messtechnik, Schifffahrtszeichen und Kommunikationseinrichtungen sowie die Brückenschnittstelle zur Leit- und Sicherungstechnik der Bahn. Besondere Herausforderungen waren die großen Entfernungen bei der Kabelverlegung – u.a. durch einen Mediendüker unter der Ems – sowie flexible Energieketten für die Bewegungen der Brücke.

Energie für die Brücke

Eine Netzersatzanlage kann im Notstromfall mit einer Scheinleistung von 650kVA die gesamte Spannungsversorgung der Friesenbrücke übernehmen. Neben der Netzstation mit den Transformatoren befindet sich ein Niederspannungshauptverteiler mit zehn Feldern. Hinzu kommen Niederspannungsverteiler mit vier Feldern im Drehpfeiler und zwei Feldern im Brückenwärterhaus. Dort sind außerdem zwei größere unterbrechungsfreie Stromversorgungen mit jeweils 40kVA installiert. Mehrere separate 230V-USV sind einzelnen Schaltschränken zugeordnet. Für die Hydraulik des Hauptaggregats installierte Actemium Frequenzumrichter für insgesamt sechs Motorpumpen mit jeweils 75kW. Damit lassen sich die rund 1.800t des 145m langen Drehteils bewegen. Insgesamt 42 anlagenspezifische Unterverteilungen bzw. Schaltschränke verteilen sich über die Anlage, u.a. für Schifffahrtszeichen, Hydraulik und Kommunikation. Acht davon befinden sich als Schrank-in-Schrank-Lösung im Außenbereich: Während der Innenschrank die Bedienelemente aufnimmt, schützt ihn ein klimatisierter Außenschrank vor Witterungseinflüssen.

Komplexe Wege für Energie und Daten

Von der zentral in der Netzstation gelegenen Kabelanlage führen zwei große Kabelwege zum Drehpfeiler und zum Brückenwärterhaus. Die Verbindung zum Drehpfeiler besteht aus fünf Kabelsträngen mit jeweils 240mm² Querschnitt auf einer Länge von 300m. Im Drehpfeiler versorgt ein komplexes Trassensystem die Hydraulik und weitere maschinenbauliche Komponenten. Für das bewegliche Brückenteil mussten zudem zwei Energieketten mit flexiblen Kabeln installiert werden. Eine nimmt die hydraulische Hubbewegung von rund 1,3m auf, die andere die anschließende Drehbewegung um 90°. Die Verbindung von der Netzstation zum Brückenwärterhaus führt durch einen bereits 2022 gebauten Mediendüker unter der Ems, rund 300m nördlich der Brücke. Auf diesem Weg wurden über insgesamt 1.100m drei Kabelstränge mit ebenfalls 240mm² verlegt. Weitere Kabelwege führen zu den übrigen Verbrauchern. Dazu zählt eine von der Bahn zertifizierte Kabeltrasse aus glasfaserverstärktem Kunststoff entlang des Dienstwegs.

Steuern und überwachen

Der Leitstand befindet sich im Brückenwärterhaus und verfügt neben dem Hauptarbeitsplatz über einen reduzierten Nebenarbeitsplatz, von dem aus die Brücke ebenfalls gesteuert werden kann. Für den Fall, dass der Leitstand nicht zugänglich ist, steht zusätzlich an anderer Stelle ein redundanter Bedienplatz zur Verfügung. Dieser dient zugleich den Anlagenverantwortlichen dazu, z.B. bei Störungen das System zu überprüfen. Für die Brückensteuerung kommen vier zentrale SPSen zum Einsatz: eine für die Hydraulik mit Ventilen und Sensoren, zwei für die Brückenschnittstelle sowie eine weitere für Peripheriebereiche wie Ampeln, Schranken und Schifffahrtssignale. Ergänzend wurden 22 dezentrale SPSen vom Typ IT200M an den jeweiligen Anlagenbereichen und acht weitere für die Brückenschnittstelle installiert. Sie sind in einem ringförmigen RWL-Netz angeordnet und kommunizieren über Profinet. Rund 90 Sensoren überwachen die Endlagen verschiedener Komponenten. Hinzu kommen u.a. ein Drehgeber zur Erfassung des Öffnungswinkels und ein Laserdistanzmesser an der Brückenspitze. Dieser misst beim Wiederabsetzen des beweglichen Brückenteils das noch vorhandene Spiel. Eine besonders sicherheitskritische Aufgabe übernehmen Kraftmessdosen an der Schienenübergangskonstruktion. Beim Wiederverbinden des beweglichen und festen Brückenteils kontrollieren sie den Druck zwischen den Schienen. So lassen sich Hindernisse erkennen und gleichzeitig sicherstellen, dass die Schienen exakt zueinander ausgerichtet sind.

Sicherheit auf Schiene und Wasser

Eine Vielzahl von Schutzeinrichtungen soll einen zuverlässigen Betrieb für den Bahn- ebenso wie für den Schiffsverkehr gewährleisten. Fällt z.B. eine SPS aus, lassen sich die jeweiligen Anlagenteile über die Unterverteilungen per Tastenbedienung manuell steuern. Bei einer Brückenbewegung sind dafür neben einem Schlüsselschalter auch ein ständiger Funk- oder Sichtkontakt zu einem weiteren Mitarbeiter betrieblich vorgeschrieben. Der Schiffsverkehr wird u.a. durch Schifffahrtssignale in nördlicher und südlicher Richtung sowie durch Beleuchtungs- und Kommunikationseinrichtungen gesichert. Neben dem oberen Fachwerk der Brücke sind auch 24 Dalben zur Markierung der Fahrrinne beleuchtet. Die zugehörige Verkabelung wurde hängend ausgeführt, sodass sie nicht im Wasser liegt. Bei einem Aufprall gibt eine Sollbruchstelle Kabelreserve frei, um trotz einer Zuglast von bis zu 15kN einen Kabelbruch zu vermeiden.

Kameras überwachen kontinuierlich die Schifffahrtsstraße auf- und abwärts der Ems sowie die öffentlichen Bereiche des Fuß- und Radwegs. Lautsprecher kündigen die Brückenbewegung frühzeitig an. Über eine Anlage mit erhöhtem Schallpegel können die Brückenwärter zudem Schiffe direkt ansprechen. Zusätzlich besteht Seefunkkontakt, über den sich die Schiffsführer anmelden müssen. Wechselsprechanlagen an den Bedienorten ergänzen die Kommunikationsmöglichkeiten.

Auch Potenzialausgleich und Überspannungsschutz waren Bestandteil des Projekts. Alle metallisch-elektrischen Anlagenteile wurden an Potenzialausgleichsschienen angeschlossen. Die Komponenten auf der Ostseite mit Drehpfeiler und Netzstation sind über ein TN-S-System verbunden. Aufgrund des hohen Widerstands durch die große Kabellänge zwischen Netzstation und Brückenwärterhaus wurde der Potenzialausgleich des Zuleitungskabels geschirmt aufgelegt und im Brückenwärterhaus separat ausgeführt. Auch den inneren Blitzschutz mit Überspannungsschutzmodulen realisierte Actemium.

Auf dem Weg zur vollständigen Inbetriebnahme

Planung und Umsetzung der Elektro- und Steuerungstechnik nahmen rund ein Jahr Planungs- und etwa eineinhalb Jahre Bauzeit in Anspruch. Bereits im September 2025 wurde die Friesenbrücke für den Rad- und Fußverkehr weitgehend geöffnet. Nach dem letzten Feinschliff bei der Programmierung der Brückenschnittstelle zur Leit- und Sicherungstechnik der Bahn und der anschließenden Endabnahme und Prüfung der Sicherheitsstandards, ist auch der Bahnverkehr seit dem 5. Oktober 2026 wieder angelaufen. Die Betreuung der Brückensteuerung – von Signalen und Kommunikation über die Beleuchtung bis zum Bewegungsmechanismus – übernimmt Actemium. Dazu gehören auch Rufbereitschaft und Störungsbeseitigung. Künftig soll der Industriedienstleister zudem Wartung sowie Schulung und Einweisung der Brückenwärter übernehmen, voraussichtlich für die kommenden fünf Jahre. Das Projekt zeigt, wie eng Energieversorgung, Automatisierung, Sensorik, Kommunikation und Sicherheitstechnik bei moderner Verkehrsinfrastruktur zusammenspielen müssen, wenn Bahn-, Schiffs- sowie Fuß- und Radverkehr an einem Bauwerk zusammenkommen.

Autor: Thorben Klüver, Projektleiter