Eine neue Brückengeneration: robust, wartungsarm und dauerhaft

In der Serie “Über Brücken” blicken wir in loser Folge auf unterschiedliche Facetten desjenigen Bauwerks, das als  d i e  Ingenieurarbeit gilt. Ursula Kleefisch-Jobst hat sich die Technik angesehen, mit der Bauingenieure neue Brücken belastbarer konstruieren  (Teil 3).

Fast im gesamten Land haben die Sommerferien begonnen und damit steigt auch die ohnehin bereits große Zahl der Baustellen. Im staugeplagten Nordrhein-Westfalen führt das zu noch mehr Unmut bei den Kummer gewohnten Autofahrern.

Die Baustellen dienen nicht mehr in erster Linie dem Ausbau der Verkehrswege, sondern wie ein Blick auf die Investitionen im Bundesfernstraßennetz zeigt, dem Erhalt und der Ertüchtigung der Verkehrsinfrastruktur. Die Mittel für Neu- und Ausbauten liegen seit 2010 jährlich konstant bei rund zwei Milliarden Euro. Der Etat für den Erhalt hingegen verdoppelte sich bis 2018 auf rund vier Milliarden Euro. Ein wesentlicher Anteil geht davon in Ingenieurbauwerke, allen voran Brückenbauwerke. Dennoch – bei Zustandsnoten von 1 bis 4 – weisen zehn Prozent des Brückenbestands im Bundesfernstraßennetz einen Zustand auf, der mit schlechter als drei zu bewerten ist. Aktuell hat dies Spiegel Online in einem Bericht zu Lage der Brücken zusammengefasst: Warum Deutschlands Brücken so schnell verfallen.

Integrale Konstruktion gegen Überlastung von Brücken

Brücken sind stark belastete Bauwerke. Daher hat man bislang großen Wert auf den schnellen Austausch insbesondere der stark beanspruchten Überbauten gelegt. Sie wurden mittels vieler Lager, Fugen und Übergangskonstruktionen in einzelne Abschnitte geteilt, zwecks eines separaten Austausches. Oft sind aber diese Lager und Fugen besondere Schwachstellen in der Gesamtkonstruktion und verursachen hohe Instandsetzungskosten.

Ingenieure beschäftigen sich daher seit längerem mit Brückenkonstruktionen, die robust, wartungsarm und dauerhaft sind. Die Lösung scheint eine integrale bzw. semi-integrale Konstruktion zu sein: Bei einer solchen Brückenkonstruktion werden möglichst viele Teile – Widerlager und Pfeiler – mit dem Überbau zu einer kraftschlüssigen (d.h. geschlossenen) Einheit verbunden. Es entsteht ein biegesteifes Rahmenwerk. Diese integrale Konstruktion ermöglicht einen hohen Vorfertigungsgrad. Mithilfe dieser sogenannte Verbundbauweise verringern sich die Bauzeiten und die Baukosten sinken.

Beton versus Stahl

Integralen Brücken werden in Stahlbeton ausgeführt. Der Münchner Architekt Richard J. Dietrich veröffentlichte 2016 in der db-bauzeitung [1] einen Artikel mit dem provokanten Titel “Beton ist kein Baustoff für Brücken!”. Spannbeton-Verfahren sind seiner Meinung nach “riskant”, weil die nicht sichtbare Stahlbewehrung auf Dauer schneller ermüdet als eine reine Stahlkonstruktion. Die Lösungen für neue Brückengenerationen, die robust, dauerhaft und wartungsarm sind, implizieren also zwei Herausforderungen: eine konstruktive Lösung und eine nach dem geeigneten Material. Wie man sich der Lösung nähert, hängt vermutlich vom Ausgangspunkt ab: Bestimmt die Konstruktion die Materialwahl oder bestimmt das Material die Konstruktion?

Die Bleichinselbrücke in Heilbronn

Ein Beispiel für eine integrale Brücke in Verbundbauweise – aus dem Büro schlaich bergermann partner aus Stuttgart – wurde im März 2018 mit dem Deutschen Brückenbaupreis ausgezeichnet: Die Bleichinselbrücke in Heilbronn über den Alt-Neckar ist eine vier-spurige Straßenbrücke mit seitlichen Geh- und Radwegen und verbindet die Innenstadt mit einem neuen Stadtteil auf der Bleichinsel.

 

Die Bleichinselbrücke in Heilbronn verbindet die Innenstadt mit einem neuen Stadtteil auf der Bleichinsel. Foto: © Ingolf Pompe / sbp schlaich bergermann partner.

 

Ausgeführt wurde das Tragwerk als Verbundkonstruktion mit obenliegender Fahrbahnplatte aus Halbfertigteilen und Ortbetonergänzungen. So konnte auf temporäre Gerüste und Schalungen weitestgehend verzichtet werden. Außerdem minimierte dies den Eingriff in die Landschaft und auf den Schiffsverkehr erheblich.

Geneigte V-förmige Streben aus dichtgeschweißten Stahlhohlkästen stützen den Überbau. Dabei treffen sich die V-Streben an den Uferfundamenten jeweils in einem Punkt und sind genauso wie die Widerlager monolithisch mit dem Überbau verbunden. Die Gründung erfolgt mittels Pfahlkopfplatten und Großbohrpfählen, welche in den tragfähigen Schichten der Uferböschung verankert sind.

Auf diese Weise entstand in kurzer Bauzeit eine robuste und wartungsarme Brücke, die sich mit ihren schlanken Elementen in die flache Flussaue einfügt. Für die Vergabe des Deutschen Brückenbaupreises 2018 urteilte die Jury schließlich: “Ein elegantes Brückenbauwerk mit ausdrucksstarker Formensprache und hohem Wiedererkennungswert.”

Text: Ursula Kleefisch-Jobst, Geschäftsführende Generalkuratorin des M:AI NRW. 

[1] Richard J.Dietrich, Beton ist kein Baustoff für Brücken! Ein Plädoyer gegen Beton und für Stahl im Brückenbau, in: db-bauzeitung, 2, 2016, S. 18.

 

Die anderen Teile der Blog-Serie “Über Brücken”:
> Über Brücken: elegante Konstruktionen und zielgerade Zweckbauten (Teil 1)
> Drunter und drüber. Ein Plädoyer für eine Fahrt durch Duisburg – und über seine Brücken (Teil 2)

> Mehr als nur Verkehrsadern? Living Bridges als Wohn- und Arbeitsraum  (Teil 4)