Brückenbau 4/2012 by Verlagsgruppe Wiederspahn

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Ausgabe 4 . 2012

Brückenertüchtigung Ertüchtigung im Stahlbrückenbau Grundinstandsetzung stählerner Hochbahntrassen Teilneubau der Pöppelmannbrücke in Grimma Wiederaufbau des Pont Trencat bei Barcelona Sanierung der Otto-Brenner-Brücke in Nürnberg

Special: Neuinszenierung einer Brücke in Aachen

www.verlagsgruppewiederspahn.de

ISSN 1867-643X 4 . 2012 | BRÜCKENBAU

Leistung. www.eiffel.de

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Brückenbau Die Verbindung der Eiffel Deutschland Stahltechnologie mit exponierten deutschen und internationalen Leistungen im Stahlbau ist Anspruch des Unternehmens und seiner Mitarbeiter. Komplexe Aufgaben und das Ziel Perfektes Projekt fordern:

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EDITORIAL Zur Ertüchtigung von (älteren) Brückenbauwerken

Nachdenken über Nachhaltigkeit von Michael Wiederspahn

Dipl.-Ing. Michael Wiederspahn

Heute scheint fast alles nachhaltig zu sein oder wenigstens mit einem jener Gütesiegel aufwarten zu können, die inzwischen landauf und -ab kursieren, sich als vermeintlich überzeugende Qualitätsbestätigungen anzubieten versuchen und so die Spreu vom Weizen zu trennen helfen wollen. Unabhängig von der ohnehin kaum zu beantwortenden Frage nach der letztlich zutreffenden Definition von Nachhaltigkeit und der durchaus mit Mühen verbundenen Herausforderung, die Aussagekraft von irgendwelchen halbamtlichen oder -staatlichen Dokumenten überprüfen und einordnen zu müssen, bleibt aber bei näherer Betrachtung ein (weiteres) großes Problem: Diese Zertifikate beziehen sich primär oder sogar ausnahmslos auf neue Produkte, neue Materialien und neue Gebäude. Bestehende Strukturen und bewährte Lösungen spielen in einem solchen Kontext offenbar keine Rolle, erfahren in der Regel also keine vergleichbare Anerkennung, obwohl sie ihre Dauerhaftigkeit und damit einen Gutteil ihrer Nachhaltigkeit bereits unter

Beweis gestellt haben. Noch schwieriger wird das Ganze im Fall von Brücken, gelten sie doch trotz einiger Würdigungsinitiativen, wie unter anderem des alljährlich durchgeführten Brückenbau-Symposiums in Leipzig oder der Verleihung des Deutschen Brückenbaupreises, überwiegend als Funktionsgebilde von lediglich beschränkter »Existenzberechtigung«, so dass sie, wie (zahlreiche) Laien und selbst manche Experten glauben, nicht unbedingt gehobene Ansprüche zu erfüllen brauchen. Das ist natürlich ein gewaltiger Irrtum, der zweifellos auf mangelndem Geschichtsbewusstsein beruht, das Alter der meisten Bauwerke quasi ausklammert und zudem ihre Bedeutung als Zeitzeugen eines oder des Fortschritts, ja als Ausdruck und bisweilen auch Inbegriff ingeniöser Zukunftsgestaltung glatt ignoriert. Und genau deshalb sei hier an das Schlusskapitel eines Aufsatzes erinnert, den Joachim Naumann für Ausgabe 4 ∙ 2010 des BRÜCKENBAU verfasst hat. »Strategie zur Ertüchtigung älterer Straßenbrücken« betitelt, endet er mit den nachfolgend zitierten Zeilen: »Die Entwicklung des Brückenbaus in Deutschland nach dem Zweiten Weltkrieg gehört ohne Frage zu den besonderen Erfolgsgeschichten des Wiederaufbaus. Vor allem die Fortschritte im Spannbetonbau wurden dabei maßgebend von deutschen Ingenieuren geprägt, die mit ihren wegweisenden Erfindungen, wie zum Beispiel dem Freivorbau, dem Bauen mit Vorschubrüstungen und dem Taktschiebeverfahren, wesentlich dazu beigetragen haben, dass sich diese neue Bauweise relativ rasch weltweit technisch und wirtschaftlich durchsetzen konnte. Nur so war es damals möglich, dem schnell ansteigenden Bedarf an neuen Brücken zum Ausbau der Verkehrsinfrastruktur ausreichend nachzukommen. Keiner konnte jedoch damals voraussehen, dass der Verkehr auf den Straßen so dynamisch wachsen und insbesondere der Güterverkehr so stark zunehmen würde. Aus heutiger Sicht stellt sich daher die Frage, ob vor allem die älteren

Brücken den künftig noch weiter ansteigenden Schwerverkehr ausreichend zu bewältigen vermögen. Um die Frage zu beantworten, ist es unabdingbar, sich intensiv mit der technischen Entwicklung des Brückenbaus, den jeweiligen Änderungen der Belastungs- und Bemessungsvorschriften und den geänderten Anforderungen aus dem Verkehr zu beschäftigen. Über die Bewertung der Tragfähigkeit, der Gebrauchstauglichkeit und der Dauerhaftigkeit sowie des Zustands der Bauwerke ist dann zu entscheiden, ob die Brücken weiterhin den Verkehrsanforderungen mit dem verlangten Sicherheitsniveau genügen oder Verstärkungen und Erneuerungen notwendig sind. Dies ist (…) eine schwierige und spannende Aufgabe, die fundiertes Wissen und die Bereitschaft zu neuen Denkansätzen voraussetzt. Angesichts der aktuellen Prognosen zur Zunahme des Verkehrs sind Strategien zur Ertüchtigung des Bauwerksbestands dringend geboten, damit die Leistungsfähigkeit des für die Wirtschaft und die Bürger so wichtigen Fernstraßennetzes gewährleistet bleibt. (…) Die Umsetzung des Gesamtprogramms wird eine große Herausforderung für alle Beteiligten werden, ist aber unverzichtbar, um unser Straßennetz und insbesondere die großen Brückenbauwerke zukunftsfähig zu machen. Neben dem ökonomischen Nutzen dieser Maßnahmen sind die Erhaltung und Modernisierung des Bestands natürlich auch ein wichtiger Beitrag zur Baukultur unseres Landes, denn besonders im Umgang der vorhandenen Bausubstanz zeigt sich die tatsächliche baukulturelle Verfassung einer Gesellschaft.« Dem lässt sich nicht übermäßig viel hinzufügen – außer der Bemerkung, dass sich neue wie alte, gerade errichtete wie (später) ertüchtigte Brücken generell durch einen Mehrwert auszeichnen sollten, und zwar aus technischen, wirtschaftlichen, funktionalen und ästhetischen Gründen, was dem Gedanken der Nachhaltigkeit in jeder Hinsicht entgegenkommen dürfte.

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BRÜCKENBAU

CONSTRUCTION & ENGINEERING

Zum

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I N H A LT

Editorial

Nachdenken über Nachhaltigkeit

Michael Wiederspahn

Brückenertüchtigung

Ertüchtigung im Stahlbrückenbau

Heinz Friedrich

Grundinstandsetzung stählerner Hochbahntrassen

Uwe Heiland, Stefan Henschke, Thomas Stihl

Teilneubau der Pöppelmannbrücke in Grimma

Olaf Wingeß, Frank Bernhardt

Wiederaufbau des Pont Trencat bei Barcelona

Xavier Font

Sanierung der Otto-Brenner-Brücke in Nürnberg

Bernhard Schäpertöns

Special

Neuinszenierung einer Brücke in Aachen

Markus Ulrich

Verlegers Reise

Ins Land der Franken fahren!

Elisabeth Wiederspahn

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Impressum

4 . 2012 | BRÜCKENBAU

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG Bauwerksbestand und mögliche Maßnahmen

Ertüchtigung im Stahlbrückenbau von Heinz Friedrich

Der folgende Beitrag liefert einen Überblick über den Bestand der Stahlbrücken im Bundesfernstraßennetz und enthält eine Zusammenstellung unterschiedlicher Ertüchtigungsmaßnahmen. Damit bietet er eine wichtige Orientierungshilfe für die Ausrichtung der zukünftigen Forschungsschwerpunkte: Es wird deutlich, dass bei der Entwicklung von Verstärkungsmaßnahmen vordringlicher Forschungsbedarf besteht. 1 Einleitung 1.1 Allgemein Im Netz der Bundesfernstraßen (Autobahnen und Bundesstraßen) in Deutschland befinden sich derzeit etwa 49.000 Brücken bzw. Teilbauwerke, für die der Bund als Baulastträger zuständig ist. Aufgrund der Topographie haben hier nicht die spektakulären großen Bauwerke den überwiegenden Anteil, sondern die kleinen und mittleren Brücken. Dies spiegelt sich auch in der Häufigkeitsverteilung der unterschiedlichen Bauarten wider. Wenngleich die Bauwerke aus Stahl mit rund 6,50 % einen, im Vergleich zur Gesamtzahl, geringen Anteil darstellen, sind sie aufgrund ihres niedrigeren Eigengewichts im Bereich des Großbrückenbaus überproportional vertreten. Die rund 460 Stahlbrücken weisen eine Gesamtüberbaufläche von knapp 1.600.000 m² auf und haben eine Gesamtlänge von ca. 76 km (Stand: 31.12.2008). Ein Großteil der heute existierenden Stahlbrücken wurde in den 1960er Jahren errichtet, als man die rasante Entwicklung der ermüdungsrelevanten Belastungen in Form von Schwerlastverkehr noch nicht vorhergesehen hat. Während in den neuen europäischen Normen für die Bemessung von Stahlbrücken mittlerweile Qualitätsanforderungen für die ermüdungsgerechte Ausbildung von Detailpunkten enthalten sind, wurde seinerzeit noch kein Nachweis der Ermüdungssicherheit verlangt. Dies hat in vielen Fällen zu Konstruktionsdetails mit einer sehr geringen Ermüdungsfestigkeit geführt. Seit 15–20 Jahren ist bei Stahlbrücken eine stetige Zunahme von

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1 Brückenfläche in Bundesfernstraßen (Stand: 31.12.2008) © Bundesanstalt für Straßenwesen

Schäden in Form von Schweißnaht- und Blechrissen zu verzeichnen, die immer wieder Anlass zu aufwendigen Instandsetzungsmaßnahmen geben. Um auch bei weiter ansteigenden Beanspruchungen eine hinreichende Gesamtlebensdauer ohne erhöhten Wartungsaufwand sicherzustellen, werden wirksame Konzepte und neue Lösungen für die Ertüchtigung von Stahlbrücken notwendig. 1.2 Schäden an orthotropen Fahrbahnplatten Unabhängig vom jeweils ausgeführten System (Balkenbrücke, Bogenbrücke, seilverspannte Brücke etc.) haben reine Stahlbrücken häufig ein gemeinsames

Konstruktionsmerkmal – die Ausbildung der Fahrbahnplatte. Sie dient dem Zweck der Aufnahme und Weiterleitung der Lasten aus dem Straßenverkehr und besteht aus einer Vielzahl von Blechen, die durch Schweißnähte miteinander verbunden sind. Bedingt durch ihre Struktur mit Deckblech, Längsrippen, Quer- und Hauptträgern, weist die Fahrbahnplatte in den beiden aufeinander senkrecht stehenden (oder orthogonalen) Hauptrichtungen unterschiedliche (oder anisotrope) Eigenschaften auf, insbesondere hinsichtlich der Biegesteifigkeit. Daraus leitet sich auch die Fachbezeichnung »orthogonal anisotrope Fahrbahnplatte« oder kurz »orthotrope Platte« ab.

2 Heutige Standardbauweise und Gefährdungsbereiche © Bundesanstalt für Straßenwesen

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

Entsprechend der historischen Entwicklung findet sich eine Vielzahl verschiedener konstruktiver Lösungen, die zu unterschiedlichen Erfahrungen hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Dauerhaftigkeit und schließlich zur heute angewendeten Standardbauweise geführt haben. Einige der frühen Konstruktionen, die inzwischen 40–50 Jahre unter Verkehr sind, zeigen vermehrt Schäden, die ihre Ursache im Wesentlichen in der unzweckmäßigen Gestaltung von Details und den damit verbundenen Problemen für eine ermüdungsgerechte Herstellung hatten. [1] Dazu kam eine gestiegene Ermüdungsbelastung durch den anwachsenden Schwerverkehr. Die Schäden in früheren Ausführungen der orthotropen Platten lassen sich in vier Hauptkategorien je nach Lage des betroffenen Details und dessen Rolle bei der Lastabtragung klassifizieren. Als Beurteilungskriterium wird hier die sogenannte Substanzkennzahl des Überbaus herangezogen, was der Zustandsnote des Überbaus ohne eine Bewertung der Verkehrssicherheit entspricht. Die Substanzkennzahl Überbau ≥ 2,50 weist auf einen nicht mehr befriedigenden Bauwerkszustand infolge von Schäden hin. 2 Bestandsanalyse 2.1 Einwirkungsseite 2.1.1 Allgemein Auf der Einwirkungsseite sind die extreme Zunahme des Güterverkehrs und die damit verbundene Anpassung der Bemessungslasten von entscheidender Bedeutung. Als problematisch erweisen sich darüber hinaus auch neue Reifenentwicklungen sowie die stark angestiegene Zahl der genehmigten Schwertransporte.

5 Bestehende Stahlbrücken nach Brückenklassen © Bundesanstalt für Straßenwesen

3 Stahlbrücken in Bundesfernstraßen nach Baujahr © Bundesanstalt für Straßenwesen

4 Qualitative Entwicklung der Lastmodelle (Querschnittsbreite: 12 m) © Bundesanstalt für Straßenwesen

2.1.2 Verkehrslasten Im Laufe der Jahre wurden die Einwirkungen aus dem Straßenverkehr für neue Brücken immer wieder der Verkehrsentwicklung und den steigenden zulässigen Gesamtgewichten der Lkws angepasst. Wesentliche Eckdaten sind die Einführung der Brückenklasse 60 (BK 60) im Jahre 1952 und die aufgrund des steigenden Verkehrsaufkommens erforderliche Einführung der Brückenklasse 60/30 (BK 60/30) im Jahre 1982. Mit der Einführung des DIN-Fachberichts 101 im März 2003 erfolgte die Umstellung auf das semiprobabilistische Sicherheitssystem mit Teilsicherheitsbeiwerten auf Einwirkungsund Widerstandsseite. Maßgeblich für

die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit ist das Lastmodell 1 (LM 1). Neuste Verkehrsprognosen gehen davon aus, dass der Güterverkehr aus Straßen bis 2025 nochmals um ca. 85 % zunehmen wird [2]. Aus diesem Grund ist eine weitere Erhöhung der einwirkenden Verkehrslasten in Form eines modifizierten Lastmodells (LMM) vorgesehen. Nachfolgendes Bild veranschaulicht qualitativ die Entwicklung der Lastmodelle, wobei jeweils die Summe aller Einzellasten (durchgezogene Linie) sowie die Summe der Flächenlasten (gestrichelte Linie), bezogen auf einen 3 m breiten Fahrstreifen, dargestellt wird.

6 Stahlbrückenfläche in m² je Brückenklasse © Bundesanstalt für Straßenwesen

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BRÜCKENERTÜCHTIGUNG Die Entwicklung der Lastmodelle spiegelt sich auch in der Altersstruktur der Bauwerke wider. Den meisten Stahlbrücken, die bis Anfang der 1980er Jahre errichtet wurden, liegt die Brückenklasse 60 zugrunde. Manche von ihnen ließen sich nachträglich, durch Nachrechnung oder Verstärkung, der Brückenklasse 60/30 zuordnen. Bei den zwischen 1986 und 2005 gebauten Stahlbrücken dominiert die Brückenklasse 60/30, die jüngst wiederum von dem Lastmodell LM1 abgelöst wurde. Insgesamt weisen 59 % der Stahlbrücken die Brückenklasse 60 und 34 % die Brückenklasse 60/30 auf, während lediglich 2 % nach dem Lastmodell 1 bemessen sind. Und bei 5 % ist die Brückenklasse niedriger, oder es liegen keine Angaben vor. Bezogen auf die Brückenfläche ergibt sich eine sehr ähnliche Verteilung mit einem Verhältnis von etwa 2:1 zwischen den Brückenklassen 60 und 60/30. 2.1.3 Reifenentwicklung Die gültige StraßenverkehrszulassungsOrdnung (StVZO) erlaubt für Nutzfahrzeuge eine maximale Einzelachslast von 11,50 t (für die angetriebene Achse) bei einem zulässigen Gesamtgewicht bis zu 40 t (für Fahrzeugkombinationen mit mehr als vier Achsen) bzw. 44 t (für Sattelkraftfahrzeuge zur Beförderung eines ISO-Containers). Eine deutliche Verschärfung könnte sich mit dem Wechsel von der Zwillingsbereifung zu einer Bereifung auch der Antriebsachsen mit Wide-Base-SuperSingle-Reifen vollziehen: Durch die verringerte Radaufstandsfläche entsteht bei gleichbleibender Achslast eine Erhöhung der Flächenpressung unter dem Reifen um etwa 36 % – und dadurch lokale Spannungsspitzen, die sich bei den vergleichsweise schlanken und weichen Fahrbahnplatten von Stahlbrücken besonders ungünstig auswirken.

2.1.4 Schwertransporte Zur Erfassung des aktuellen Verkehrsszenarios auf Bundesfernstraßen wurden von der Universität Duisburg-Essen Verkehrslastmessungen an einer Brücke im Rahmen einer 18-monatigen automatisierten Dauerüberwachung (Monitoring) durchgeführt. Diese Messungen ergaben erheblich höhere Gesamtgewichte (G) und Achslasten (F), als sie nach der StVZO für Nutzfahrzeuge vorgesehen sind. Die Höchstwerte betrugen Gmax = 67 t und Fmax = 17 t. Die erfassten Schwertransporte (STP) wiesen Gesamtgewichte bis zu Gmax = 169 t (für dauergenehmigte STP) bzw. Gmax = 228 t (für einzelgenehmigte STP) auf. [3] Wenngleich solch hohe Belastungen mit einem Anteil von unter 3 % verhältnismäßig selten vorkommen, können die hohen Gesamtgewichte und Achslasten zu einer deutlichen Reduzierung der Lebensdauer von Fahrbahnbelag und -platte führen. 2.1.5 Schlussfolgerung Die nach wie vor rasant fortschreitende Entwicklung im Transport und Fahrzeugwesen führt bei Straßenbefestigungen und Bauwerken zu immer größeren Beanspruchungen. Nicht nur das Verkehrsaufkommen und der Schwerverkehrsanteil haben sich in den letzten Jahrzehnten dramatisch erhöht, auch die nach StVZO zulässigen Gesamtgewichte und Achslasten sind deutlich gestiegen. Hinzu kommen zunehmende Beanspruchungen infolge der neuesten Reifenentwicklung sowie durch die stark vermehrte Zahl der genehmigten Sonderschwertransporte. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Einwirkungen im Laufe der Zeit deutlich angewachsen sind und dass sich jener Trend voraussichtlich auch zukünftig fortsetzt. Dieser Entwicklung wird mit dem modifizierten Lastmodell Rechnung getragen. 2.2 Widerstandsseite 2.2.1 Allgemein Um die Auswirkungen der erhöhten Beanspruchungen auf existierende Brücken beurteilen zu können, ist eine differenzierte Betrachtung der Widerstandsseite erforderlich. Das Augenmerk richtet sich dabei insbesondere auf den Bauwerkszustand der vorhandenen Stahlbrücken sowie auf die Entwicklungsschritte der orthotropen Fahrbahnplatte. Darüber hinaus wird auf konstruktive Besonderheiten infolge der Einführung des Ermüdungsnachweises eingegangen.

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2.2.2 Bauwerkszustand Um die ständige Funktionstüchtigkeit und Verkehrssicherheit der Brückenbauwerke zu gewährleisten, werden sie einer regelmäßigen Überwachung und Prüfung nach DIN 1076 unterzogen. Für jede einzelne Brücke werden dabei nach festen Vorgaben Zustandsnoten und Substanzkennzahlen zwischen 1,0 und 4,0 berechnet. Die Noten- bzw. Kennzahlbereiche lauten wie folgt: – 1,0–1,4 sehr guter Bauwerkszustand – 1,5–1,9 guter Bauwerkszustand – 2,0–2,4 befriedigender Bauwerkszustand – 2,5–2,9 ausreichender Bauwerkszustand – 3,0–3,4 nicht ausreichender Bauwerkszustand – 3,5–4,0 ungenügender Bauwerkszustand. Eine Substanzkennzahl von 2,5 und höher weist auf Schäden hin, die eine zeitnahe Umsetzung von Erhaltungsmaßnahmen erfordern. Im Zuge von Bundesautobahnen sind 42 % der Stahlbrücken mit einer Substanzkennzahl von 2,5 und höher eingestuft und damit etwa doppelt so viele wie im Zuge von Bundesstraßen, wo der Anteil lediglich 26 % beträgt. 2.2.3 Orthotrope Fahrbahnplatte Entsprechend der historischen Entwicklung der orthotropen Fahrbahnplatten existieren heute zahlreiche unterschiedliche konstruktive Lösungen, die deutliche Unterschiede hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Dauerhaftigkeit aufweisen. Wesentliche Entwicklungsschritte lassen sich anhand der konstruktiven Ausbildung folgender Details nachvollziehen: – Längssteifen, – Kreuzungspunkt zwischen Längsrippe und Querträgersteg, – Schweißnaht zwischen Längsrippe und Deckblech, – Deckblech. 2.2.4 Ermüdungsnachweis Typische Ermüdungsschäden sind: – Risse in den Schweißnähten zwischen Rippensteg und Deckblech sowie – Risse in den Durchdringungen Rippen-Querträgerstege. Die im Jahr 1998 erarbeiteten Empfehlungen für eine ermüdungssichere Konstruktion von orthotropen Platten wurden nahezu 1:1 in den Eurocode 3 übernommen. Bei Einhaltung der Anforderungen ist ein rechnerischer Ermüdungsnachweis nicht erforderlich.

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

7 Brückenfläche und Klassifizierung bestehender Stahlbrücken im Zuge von Bundesautobahnen (Brückenfläche in 1.000 m²) © Bundesanstalt für Straßenwesen

8 Brückenfläche und Klassifizierung bestehender Stahlbrücken im Zuge von Bundesstraßen (Brückenfläche in 1.000 m²) © Bundesanstalt für Straßenwesen

2.2.5 Schlussfolgerung Die Stahlbrücken im Zuge von Bundesautobahnen weisen einen schlechteren Bauwerkszustand auf als die Brücken im Zuge von Bundesstraßen. Da für den Bau, die Prüfung und die Instandhaltung grundsätzlich die gleichen Maßstäbe gelten, liegt die Ursache vermutlich in der unterschiedlich stark ausgeprägten Lkw-Belastung begründet. Für orthotrope Fahrbahnplatten von Straßenbrücken werden gemäß Eurocode 3 Qualitätsanforderungen definiert, die die Ermüdungssicherheit gewährleisten. [4] Bei Einhaltung der Anforderungen ist ein rechnerischer Ermüdungsnachweis nicht erforderlich. Im Gegensatz zum

Nachweis der Tragfähigkeit ist bei der Ermüdungssicherheit momentan keine Anpassung angesichts der zunehmenden Lkw-Belastung vorgesehen. 2.3 Klassifizierung Bei der Zusammenführung von Einwirkungs- und Widerstandsseite lassen sich kaum Korrelationen feststellen. Allein bei den Substanzkennzahlen des Überbaus und dem Alter der Bauwerke können deutliche Unterschiede und Tendenzen identifiziert werden. Die Klassifizierung erfolgt in Abhängigkeit des Bauwerkszustandes und des Alters der Stahlbrücken separat für Bundesautobahnen und Bundesstraßen. Beim Bauwerkszustand

wird zwischen Substanzkennzahlen von »besser als 2,5« und Substanzkennzahlen von »2,5 und schlechter« unterschieden. Die Grenzen beim Baujahr orientieren sich an der Etablierung der Standardbauweise mit Trapezrippen (ab 1971) und an der Einführung der DIN-Fachberichte (der Einfachheit halber 2001 als Bezugsjahr). Damit ergibt sich die folgende Klassifizierung: – A: Baujahr 2001–2008, SK < 2,5, – B: Baujahr 1971–2000, SK < 2,5 bzw. Baujahr 2001–2008, SK ≥ 2,5, – C: Baujahr bis 1970, SK < 2,5 bzw. Baujahr 1971–2000, SK ≥ 2,5, – D: Baujahr bis 1970, SK ≥ 2,5.

9 10 Klassifizierung der Stahlbrücken im Zuge von Bundesstraßen (links) und Bundesautobahnen (rechts) © Bundesanstalt für Straßenwesen

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BRÜCKENERTÜCHTIGUNG Die Klassifizierung dient dazu, einen Überblick über den Bestand der Stahlbrücken zu ermöglichen. Grundsätzlich ist anhand der Daten in den beiden Tabellen auch eine genauere Differenzierung realisierbar, dies wird im Rahmen dieser Abhandlung jedoch nicht als zielführend angesehen. Die gewählte Abstufung von A bis D erlaubt einen qualitativen Vergleich, mit welcher Wahrscheinlichkeit bei Stahlbrücken einer bestimmten Klasse Schäden auftreten: Bei Brücken der Klasse A ist sie am geringsten, bei Brücken der Klasse D am höchsten. Die Summe der Fläche der in Klasse D eingestuften Bauwerke beträgt ca. 430.000 m² und entspricht rund 28 % des gesamten Bestandes der Stahlbrücken. Überproportional sind hierbei wiederum die Bauwerke im Zuge von Bundesautobahnen betroffen. Es ist davon auszugehen, dass in den nächsten Jahren für einen nicht unwesentlichen Anteil davon mehr oder weniger umfangreiche Ertüchtigungsmaßnahmen erforderlich werden. 3 Ertüchtigung 3.1 Allgemein Im Rahmen dieses Kapitels werden unterschiedliche Maßnahmen zur Ertüchtigung von Stahlbrücken vorgestellt und erörtert. Dabei wird sowohl auf den aktuellen Stand der Technik als auch auf den zukünftigen Forschungsbedarf eingegangen. Voraussetzung für eine effektive Ertüchtigung ist die qualifizierte Bauwerksprüfung durch entsprechend erfahrenes und geschultes Personal. Darauf basierend kann zwischen den folgenden Aspekten differenziert werden: Nachrechnung, Instandsetzung, Verstärkung und Ersatzneubau.

Neben den einschlägigen Bemessungsvorschriften wie den DIN-Fachberichten bzw. demnächst den Eurocodes stehen hierfür die »Richtlinie für die Nachrechnung bestehender Straßenbrücken« [5] und der Bericht »Assessment of Existing Steel Structures: Recommendations for Estimation of Remaining Fatigue Life« [6] als Hilfsmittel zur Verfügung. 3.3 Instandsetzung Instandsetzungsmaßnahmen dienen dazu, im Fall von Schäden den Ursprungszustand eines Bauwerks wiederherzustellen. Beim Überbau von Stahlbrücken betrifft dies neben der Erneuerung des Korrosionsschutzes insbesondere die Reparatur von Rissen in Schweißnähten oder Blechen. Gesammelte Erfahrungen aus bisher durchgeführten Reparaturen sind über den Arbeitskreis AG A5 »Schweißen im Bauwesen« in das DVS-Merkblatt 1709 »Instandsetzung und Verstärkung orthotroper Fahrbahnplatten« [7] eingeflossen, in dem aus schweißtechnischer Sicht Empfehlungen für die Durchführung von Instandsetzungsmaßnahmen gegeben werden. Darüber hinaus gibt es mit dem Hochfrequenzhämmern eine neu entwickelte Methode der Schweißnahtnachbehandlung, die eine vielversprechende Ergänzung der Schweißnahtinstandsetzungen darstellt. [8]

3.4 Verstärkung 3.4.1 Allgemein Eine Verstärkung ist notwendig, wenn sich aufgrund der ansteigenden Ermüdungsbeanspruchungen mit einer reinen Instandsetzung keine dauerhafte Lösung erreichen lässt. In solchen Fällen müssen zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden, um eine hinreichende Gesamtlebensdauer ohne erhöhten Erhaltungsaufwand sicherzustellen. Da derartige Verstärkungsmaßnahmen bisher nur objektbezogen ausgeführt wurden, ist es aktuell noch nicht möglich, den Straßenbauverwaltungen der Länder eine konkrete Empfehlung mit allgemeingültigen Lösungen an die Hand zu geben. Allerdings existieren erste Konzepte und Forschungsergebnisse, die sich den Gefährdungskategorien gemäß Kapitel 1.2 zuordnen lassen. In den folgenden Kapiteln wird der aktuelle Stand von Forschung und Technik zusammengefasst.

3.4.2 Gefährdungskategorie 1 Die Gefährdungskategorie 1 betrifft die Verbindung des Deckblechs mit den Längsrippenstegen. An dieser Stelle können Schäden ohne einen Bezug zu bestimmten Ausführungsformen der Rippen und Querträger auftreten. Da sich Kategorie-1-Schäden direkt auf die Nutzbarkeit der Brücke auszuwirken vermögen, wie zum Beispiel eingeschränkte Befahrbarkeit bei Belagsschäden und Deckblechrissen, erhalten effiziente Verstärkungsmaßnahmen zur Vermeidung solcher Schäden eine übergeordnete Bedeutung.

3.2 Nachrechnung Im Rahmen von Ertüchtigungsmaßnahmen sind rechnerische Nachweise meist unverzichtbar. Dabei kann es sich um eine ausschließlich rechnerische Betrachtung handeln, um den Nachweis der Wirksamkeit von Instandsetzungs- und Verstärkungsmaßnahmen oder um die Entscheidungsgrundlage für einen Ersatzneubau. Letztlich bildet die Nachrechnung die Basis für eine Entscheidung über die zu ergreifenden Maßnahmen.

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11 Gefährdungskategorie 1: Anschlüsse im Deckblech © Bundesanstalt für Straßenwesen

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

Im Rahmen des Forschungsprojekts »Nachhaltige Instandsetzung und Verstärkung von orthotropen Fahrbahnplatten von Stahlbrücken unter Berücksichtigung des Belagssystems« [1] wurden vier verschiedene Verstärkungsvarianten aufgezeigt und gegenübergestellt. Als gemeinsames Kennzeichen der einzelnen Varianten erfolgt eine Verstärkung des Deckblechs »von oben«, um eine Reduktion der lokalen Spannungen und Durchbiegungen zu erreichen. Anstelle von Schweißungen wird dabei auf adhäsive Verbindungen gesetzt, um in die orthotrope Platte keine Wärmeenergie einzubringen, die zusätzliche Schrumpfspannungen und damit Risse an vorhandenen Schweißanschlüssen erzeugen würde. Die einzelnen Maßnahmen sind: – SPS (Sandwich-Platten-System), – hochfester Beton mit Stahlfasern, – aufgeklebte Bleche, – HANV (Hohlraumreiches Asphalttrag- gerüst mit nachträglicher Verfüllung). Da bis dato allerdings keine dieser Verstärkungsmaßnahmen so weit ausgereift ist, dass sich den Straßenbauverwaltungen der Länder eine uneingeschränkte Empfehlung aussprechen lässt, wurde das Forschungsvorhaben »Reparatur von Rissen am Deckblech: Kategorie-1-Schäden« initiiert, um geeignete Materialien zu identifizieren und zu qualifizieren, mit denen der herkömmliche Gussasphaltbelag modifiziert oder ersetzt werden kann. Das vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) beauftragte und von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) betreute Projekt wird derzeit vom Institut für Metall- und Leichtbau der Universität Duisburg-Essen bearbeitet.

12 Gefährdungskategorie 2: Anschlüsse im Längssystem © Bundesanstalt für Straßenwesen

3.4.3 Gefährdungskategorie 2 Die Gefährdungskategorie 2 betrifft die Anschlüsse im Längssystem, wo Schäden in der Regel einen Bezug zu einem bestimmten Detail oder einer Bauart der orthotropen Fahrbahnplatte aufweisen. Die Ertüchtigung solcher Schäden erfolgt im Allgemeinen objektspezifisch, weshalb bislang keine systematischen Betrachtungen existieren. Vor diesem Hintergrund wurde das Forschungsvorhaben »Reparatur von Rissen im Längssystem: Kategorie-2-Schäden« initiiert, um geeignete Verstärkungsmaßnahmen zu entwickeln. Das vom BMVBS beauftragte und von der BASt betreute Projekt wird derzeit vom Institut für Konstruktion und Entwurf der Universität Stuttgart bearbeitet.

3.4.4 Gefährdungskategorie 3 Die Gefährdungskategorie 3 betrifft die Anschlüsse im Quersystem, wie zum Beispiel Rahmenecken von Querträgern. Aufgrund aktueller Schadensfälle wurde diesbezüglich das Forschungsvorhaben »Reparatur von Rissen im Quersystem: Kategorie-3-Schäden« initiiert. Das vom BMVBS beauftragte und von der BASt betreute Projekt wird derzeit vom Ingenieurbüro PSP in Dortmund bearbeitet.

13 Gefährdungskategorie 3: Anschlüsse im Quersystem © Bundesanstalt für Straßenwesen

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BRÜCKENERTÜCHTIGUNG 3.5 Ersatzneubau Ein Ersatzneubau stellt die letzte Option dar, wenn keine der vorgenannten Ertüchtigungsmaßnahmen zielführend oder wirtschaftlich erscheint. Mit der ökonomischen Beurteilung von Erhaltungsmaßnahmen, zu denen auch der Ersatzneubau zählt, befassen sich die Richtlinien für die Erhaltung für Ingenieurbauten. Gemäß diesem Regelwerk sind Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen unter anderem dann durchzuführen, wenn das Auftragsvolumen geplanter Erhaltungsmaßnahmen 50 % der reinen Baukosten des Bauwerks zum heutigen Preisstand übersteigt. Als Beispiel sei die Haseltalbrücke im Zuge der Bundesautobahn A 3 Frankfurt– Nürnberg genannt: Das lediglich 50 Jahre alte Bauwerk wurde nach zahlreichen Schadensfällen und erfolglosen Instandsetzungsversuchen bis Ende 2011 durch einen 40 Millionen Euro teuren Neubau ersetzt. 3.6 Schlussfolgerung Die Ertüchtigung bestehender Brücken wird in den nächsten Jahren mit großer Wahrscheinlichkeit zunehmend an Bedeutung gewinnen. Obwohl bereits erste Schritte und Ansätze für die Entwicklung und Anwendung unterschiedlicher Ertüchtigungsmaßnahmen existieren, gibt es vor allem im Bereich des Stahlbrückenbaus noch ein großes Forschungs- und Entwicklungspotential. Mit den neuen Regelungen zur Nachrechnung vorhandener Bauwerke erhält die Praxis wichtige Werkzeuge, die eine einheitliche und zielführende Vorgehensweise beim Umgang mit ertüchtigungsbedürftigen Stahlbrücken im Bestand gewährleisten. Im nächsten Schritt sollten diese verschiedenen Werke in einem Anwendungsdokument zusammengeführt werden. Bei den Instandsetzungsmaßnahmen können die Anwender bereits auf einige bewährte Lösungen zurückgreifen. Eine innovative Methode stellen hochfrequente Hämmerverfahren im Zuge der Schweißnahtnachbehandlung dar, die auf dem Gebiet des Stahlbrückenbaus jedoch noch zu erproben bleiben. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass eine reine Instandsetzung in vielen Fällen nicht ausreicht und eine zusätzliche Verstärkung erforderlich wird. Zurzeit ist allerdings keine Verstärkungsmaßnahme so weit ausgereift, dass den Straßenbauverwaltungen der Länder eine uneingeschränkte Empfehlung ausgesprochen werden könnte. Lediglich bei den Verfahren mit SPS und hochfestem

BRÜCKENBAU | 4 . 2012

Beton mit Stahlfasern ist die Praxistauglichkeit nachgewiesen. Da aber beide Maßnahmen deutlichen Einschränkungen unterliegen, besteht bei der Entwicklung von wirksamen Konzepten und neuen Lösungen für die Verstärkung von Stahlbrücken noch großer Forschungsbedarf. Vor diesem Hintergrund laufen derzeit von der BASt betreute Forschungsprojekte im Hinblick auf die Gefährdungskategorien 1, 2 und 3. Ein Ersatzneubau sollte lediglich als letzte Option erwogen werden. 4 Zusammenfassung und Ausblick Im Rahmen der Bestandsanalyse wird deutlich, dass die Einwirkungen auf Brücken im Laufe der Zeit deutlich angestiegen sind und dass sich jener Trend voraussichtlich auch in der nahen bis mittleren Zukunft fortsetzt. Für den Neubau wird dieser Entwicklung mit der Einführung des neuen Lastmodells Rechnung getragen, wobei auch eine entsprechende Anpassung des Ermüdungslastmodells zu überlegen wäre. Bei den bestehenden Stahlbrücken lässt sich jedoch mit der wachsenden Verkehrsbelastung eine überproportionale Verschlechterung des Zustands der alternden Bauwerke feststellen. Insbesondere bei den Stahlbrücken im Zuge von Bundesautobahnen ist in den nächsten Jahren von einem erheblichen Ertüchtigungsbedarf auszugehen. Die Betrachtung unterschiedlicher Maßnahmen zur Ertüchtigung zeigt, dass in den Bereichen Nachrechnung und Instandsetzung erste Ansätze existieren, auf deren Basis neue Lösungsmöglichkeiten konzipiert werden. Da dies jedoch in zahlreichen Fällen voraussichtlich nicht ausreichen wird, kommt der Entwicklung von geeigneten innovativen Verstärkungsmaßnahmen eine besondere Bedeutung zu. Im Auftrag des BMVBS werden derzeit entsprechende Forschungsprojekte bearbeitet. Angesichts der komplexen Zusammenhänge zwischen dem altersbedingten Zustand der Bauwerke, der wachsenden Verkehrsbelastung und verschiedenen Maßnahmen zur Ertüchtigung ist in den kommenden Jahren eine intensive und enge Zusammenarbeit von Straßenbauverwaltung, Forschung und Industrie erforderlich, um die Zukunftsfähigkeit des Bauwerksbestandes der Stahlbrücken sicherzustellen. Autor: Dipl.-Ing. Heinz Friedrich Bundesanstalt für Straßenwesen, Bergisch Gladbach

Literatur [1] Sedlacek, G.; Paschen, M.; Feldmann, M.; Geßler, A.; Steinauer, B.; Scharnigg, K.: Nachhaltige Instandsetzung und Verstärkung von orthotropen Fahrbahnplatten von Stahlbrücken unter Berücksichtigung des Belagssystems; in: BASt-Schriftenreihe. Dortmund 2010. [2] Naumann, J.: 100 Jahre Straßenbrücken in Stahl- und Verbundbauweise; in: 100 Jahre Deutscher Ausschuss für Stahlbau. Düsseldorf 2008. [3] Buschmeyer, W.; Roder, C.; Haardt, P.; Gusia, P. J.: Zum Verstärken von Betonbrücken der Bundesfernstraßen; in: Bauingenieur, 84 Jg., Heft 4, 2009. [4] Fiedler, E.: Die Entwicklung der orthotropen Fahrbahnplatte in Deutschland; in: Stahlbau, 78. Jg., Heft 8, 2009. [5] Marzahn, G.: Richtlinie für die Nachrechnung bestehender Straßenbrücken; in: Bauingenieur, 85. Jg., Heft 5, 2010. [6] Kühn, B.; Lukic, M.; Nussbaumer, A.; Günther, H.-P.; Helmerich, R.; Herion, S.; Kolstein, M. H.; Walbridge, S.; Androic, B.; Dijlstra, O.; Bucak, Ö.: Assessment of Existing Steel Structures: Recommendations for Estimation of Remaining Fatigue Life; in: JRC Scientific and Technical Reports, February 2008. [7] DVS, Ausschuss für Technik, Arbeitsgruppe »Schweißen im Bauwesen«: DVS-Merkblatt 1709 »Instandsetzung und Verstärkung orthotroper Fahrbahnplatten«. Düsseldorf 2008. [8] Ummenhofer, T.; Herion, S.; Rack, S.; Weich, I.; Telljohann, G.; Dannemeyer, S.; Strohbach, H.; Eslami-Chalandar, H.; Kern, A. K.; Pinkernell, D.; Smida, M.; Rahlf, U.; Senk, B.: Refresh. Lebensdauerverlängerung bestehender und neuer geschweißter Stahlkonstruktionen; in: Forschung für die Praxis, Heft D 761. Düsseldorf 2010.

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

STAHLBAU VOR ORT wird Anfang Oktober

Wien zum Ziel haben

Die VERLAGSGRUPPE WIEDERSPAHN mit MixedMedia Konzepts und der Architekten- und Ingenieurverein Wiesbaden e.V. laden zu einer Exkursion nach Wien ein.

Die Begrüßung, Einführung und Begleitung wird Dipl.-Ing. Michael Wiederspahn übernehmen.

Nachstehend aufgeführte Gebäude und Projekte werden unter kompetenter Führung der Planer, Ingenieure und Stahlbaufirmen besichtigt und erläutert:

• Schiffsanlegestation fasch&fuchs.architekten mit Unger Steel Group

• Hauptbahnhof mit Rautendach Atelier Albert Wimmer mit Unger Steel Group

• Campus der Wirtschaftsuniversität Zaha Hadid Architects mit Unger Steel Group und

• Europas größte Passivhaussiedlung »Aspanggründen« Dietmar Feichtinger Architectes, Atelier Albert Wimmer, Vasko + Partner

Dass daneben Kunst und Kultur nicht zu kurz kommen und Wiens Gastronomen beweisen werden, warum so viele Besucher von dieser Küche begeistert sind, brauchen wir sicher nicht gesondert zu betonen. Bitte lassen Sie uns wissen, ob Sie an dieser Reise interessiert sind. Gerne übermitteln wir Ihnen dann zunächst unverbindlich genauere Angaben zu Termin, Programm und Kosten. Wir gehen davon aus, bis Mitte August alle Fragen beantworten und Sie entsprechend informieren zu können.

VERLAGSGRUPPE WIEDERSPAHN mit MixedMedia Konzepts | www.verlagsgruppewiederspahn.de | www.mixedmedia-konzepts.de

4 . 2012 | BRÜCKENBAU

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG Erkenntnisse und Bewertung von Verfahren

Grundinstandsetzung stählerner Hochbahntrassen von Uwe Heiland, Stefan Henschke, Thomas Stihl

Mit dem Bau der Stahlbrücken für die Hochbahnabschnitte der Berliner U-Bahn wurde vor 100 Jahren begonnen. Im Laufe ihre Nutzung haben auf diese Bauwerke mannigfaltige Beanspruchungen aus Verkehr und Zeitgeschehen (Kriegseinflüsse) eingewirkt. Im Rahmen der durchgeführten Brückenprüfungen wurden nun vermehrt Ermüdungsschäden festgestellt. Auch rechnerische Untersuchungen zeigten, dass die theoretische Ermüdungsgrenze der Konstruktion an vielen Orten erreicht wurde. Da die entdeckten Schäden ihre statische Funktion beeinträchtigten, war es erforderlich, die Mängel zu beseitigen und die kritischen Punkte der Brücken zu verstärken.

2 Längsschnitt durch die Brückentafel © Intelligent Engineering Ltd.

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1 Typisches Schadensbild an den Tonnenblechen: Riss am Querträgeranschluss © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

1 Schadensbeschreibung Es zeigte sich, dass die Tonnenbleche der Brückentafel in den Anschlussbereichen zu den Querträgern partiell Risse aufweisen, wobei sich die Risse in der Kantung zwischen dem Radien- und dem geraden Auflagerabschnitt zu den Querträgern befanden. Aus konstruktiven und fertigungstechnischen Gründen liegt diese Kantung nicht immer direkt am Querträgerflansch an. In den meisten Fällen sind hier Abstände von 0,50 –4,00 cm zu beobachten. Die Membranspannungen in den Tonnenblechen können somit nicht direkt in

den Obergurt des Querträgers eingeleitet werden. Sie erzeugen Biegespannungen, die eine erhöhte Beanspruchung der Tonnenbleche verursachen. Die Tragsicherheit der Konstruktion wird dadurch aber noch nicht beeinträchtigt, weil die zulässigen Biegespannungen nicht überschritten werden. Eine Betriebsfestigkeitsuntersuchung ergab aber, dass die Grenze der Ermüdungsfestigkeit, je nach Annahme der Belastungshistorie, bereits erreicht ist bzw. das Bauwerk nur noch über eine kurze Restnutzungsdauer verfügt. Eiffel Deutschland arbeitet seit geraumer Zeit und mit unterschiedlichen Schwerpunkten im Bereich der Berliner innerstädtischen Stadt-Bahntrassen an Instandsetzungs-, Verstärkungs- und Umbaumaßnahmen. Es ist möglich, diese Arbeiten zu kategorisieren und aus stahlbautechnischer, konstruktiver und statischer Sicht zu bewerten. Drei auf eine signifikant unterschiedliche Art und Weise des Herangehens durch die Globalplaner unterscheidbare Lösungen lassen sich anhand der Ausführungen beschreiben: – Konzeption einer »Festen Fahrbahn«, – SPS-Underlay-Entwicklung mit dem Beibehalten des klassischen Oberbaus aus Schiene-Schwelle-Schotter, – Austausch von Tragkomponenten und das Beibehalten des klassischen Ober baus aus Schiene-Schwelle-Schotter.

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

3 Innerstädtischer Richtungsverkehr beiderseits des Hochbahnviadukts © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

2 Verfahren der Instandsetzung 2.1 Konzeption »Feste Fahrbahn« 2.1.1 Allgemeines Die Berliner Verkehrsbetriebe (BVG) haben im Bereich der U-Bahnlinie 1, Hochbahnstrecke zwischen km 3,70+16,69 bis 4,50+49,36, in den Jahren 2002–2003 eine »Feste Fahrbahn« ausgeführt. Hier wurden 791 m der Brückenkonstruktionen im Bereich der Station Möckernbrücke bis Station Hallesches Tor umgebaut. Dazu wurden die Gleise und das Schotterbett entfernt und eine neue »Feste Fahrbahn« eingebracht. Diese neue Stahlkonstruktion besteht aus der Gleisanlage und einer flächigen, zusätzlichen Tragstruktur, die sich direkt auf den Querträgern auflagert. Damit wurden die Tonnenbleche von ihrer statischen Funktion entbunden und dienen nunmehr nur noch zur Abdeckung des Bauwerks. Als Nebeneffekt erfolgte ein Freilegen der Entwässerung, die so zugänglich wurde.

4 Oberbau-Ausgangssituation: Schiene-Schwelle-Gleis © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

Die Fahrbahn besteht aus Buckel- und Tonnenblechen sowie Längs- und Querträgern, die zusammengesetzte Querschnittsteile in einer klassischen Doppel-T-Gliederung aufweisen. Die Lastweiterleitung der Fahrbahn erfolgt über die gelenkige Auflagerung der Querträger auf den Riegeln der Rahmen als Hauptträger. Der gesamte Streckenzug ist aus einzelnen Brückenkonstruktionen, wie zuvor beschrieben, aufgebaut. Dabei wurde jede von ihnen äußerlich statisch

bestimmt ausgebildet, das heißt, Zwängungen zwischen den Brückenkonstruktionen wurden ausgeschlossen. 2.1.3 Umbau des Tragsystems Mit dem Bau der Festen Fahrbahn wurde das Ausgangslagerungssystem durch Kopplung der Einzelbrücken und Einführen von Festpunkten verändert. Diese Maßnahmen waren als Vorbereitungsarbeiten dem Einbau der »Festen Fahrbahn« vorgeschaltet und nicht Teil von deren Herstellung.

2.1.2 Vorhandenes Tragsystem Die vorhandenen U-Bahn-Viadukte sind als genietete Stahlkonstruktion gestaltet und um die Jahrhundertwende errichtet worden. Die Haupttragwirkung in Längsrichtung ist als Rahmentragwerk realisiert, für die Quersteifigkeit wurden Endportale als Rahmenkonstruktion ausgeführt.

5 Tragsystembestandteile mit neuem Fahrbahnelement (Schienenträger in Braun) © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

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BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

6 7 Draufsicht und Ansicht des Schienenträgers mit Deltalager © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

2.1.4 Aufbau der »Festen Fahrbahn« Die »Feste Fahrbahn« wird gebildet aus – dem Schienenprofil S 49; – dem Deltalager, das alle 0,70 m vertikal gestützt ist; – einem Lagerkörper für das Deltalager, das für eine in Schienenlängsrichtung gleitende Schienenlagerung ausgelegt ist; – dem Schienenträger, einem ge schweißten Kastenprofil mit variablen Steghöhen; – einer Vergussfuge, die die Verbindung zum Bestandsquerträger sichert. Die Deltalager leiten planmäßig nur Vertikalkräfte in die Unterkonstruktion ein. Sie sind auf dem Schienenlängsträger in Längsrichtung gleitend befestigt, wobei die Gleitung in Längsrichtung mittels PTFE-Folie und Schraubenlanglöchern in der Grundplatte realisiert wird.

9 Detail: Vergussfuge, Klebefuge und Höhenausgleich © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

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Der Schienenlängsträger als torsionssteifer Hohlkastenträger ist infolge der Gleisüberhöhung in seiner Konstruktionshöhe variabel. Die auftretenden Auflagerkräfte werden über eine Vergussfuge mit einer Dicke von 30 mm in die Querträger der vorhandenen Buckelblechfahrbahn eingeleitet. Der Anbau der »Festen Fahrbahn« an den Bestand erzwingt Lösungen in Bezug auf: – die Erreichung der neuen Schienen Soll-Gradiente, – die Höhe der Bestandauflagerpunkte und – auftretende Herstell- und Montage toleranzen.

8 Schnitt des Schienenträgers mit Schienenprofil © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

Zum Ausgleich der Gradientenüberhöhung wurde eine unterschiedliche Konstruktionshöhe des Schienenlängsträgers genutzt: Da die Vergussfuge in ihrer maximal zulässigen Dicke beschränkt war, stand sie nicht für den notwendigen Höhenausgleich zur Verfügung. Das heißt, der Ausgleich der unterschiedlichen Querträgerhöhen der Buckelblechfahrbahn wurde durch die variable Höhe eines Zwischenelementes zwischen Verguss und Schienenlängsträger vorgenommen. Diese Funktion erfüllte im vorliegenden Fall eine entsprechende Unterfütterung des 15 mm dicken Auflagerbleches, das mittels Schweißverbindung mit dem Schienenlängsträger verbunden war. Konstruktiv sicherte die Unterfütterung (Modulare Grundplatte: Grundplatte ist aus zwei Modulen) eine beliebige Anpassung der Unterkante des Schienenlängsträgers, dessen Höhe festgeschrieben war, an die erst Zug um Zug erkennbar und damit messbar werdende Höhe der Oberkante der Querträger. Die Unterfütterung wurde mit Sikadur an das Auflagerblech kraftschlüssig verklebt. Es war möglich, alle Toleranz- und Höhenanforderungen mit dem gewählten Ausgleichsystem zu bedienen.

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2.1.5 Ablauf der Ausführung Nach dem Entfernen des Bestandsoberbaus und der Beseitigung von Beschichtungen und Abdichtungen im Bereich des Fahrweges erfolgen Zug um Zug die Montage und Justierung der im Werk vorkonfektionierten Fahrbahnabschnitte.

11 Feste Fahrbahn aus Schienenträger, Lager und Schiene © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

2.1.6 Bewertung der Lagerelemente Unter der Voraussetzung einer unbehinderten Gleitung der Schiene in den Deltalagern ergeben sich keine Zusatzbeanspruchungen für die Verbindungsfugen zwischen Fester Fahrbahn und vorhandener Stahlkonstruktion. Real darf angenommen werden, dass ein unterschiedliches Gleitverhalten der Schiene in den Deltalagern auftreten könnte, was gegebenenfalls Zusatzbeanspruchungen im System und in den Fugen zu erzeugen in der Lage wäre. Die Tonnenbleche erfahren keine weiteren Beanspruchungen aus dem Zugverkehr, so dass die Bildung weiterer Risse nicht zu erwarten ist. Ein mögliches Abdichten der Risse durch Reparaturschweißungen oder einfaches Dichten mit einer elastischen Dichtmasse ist nun ausreichend.

10 Ausbau von Fahrbahn und Abdichtung © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

Folgende kritische Punkte ändern sich bei dieser Sanierungsmethode: – Schwingungsverhalten: Durch das Entfernen des Schotterbettes wurde die Konstruktion entlastet. Damit ändert sich das Schwingverhalten der Brückenkonstruktion. Stahlbrücken haben aus konstruktiven und materialtypischen Gesichtspunkten eine geringe Eigendämpfung. Durch den Massenverlust und die fehlende Dämpfungswirkung des Schotters wurden die Eigenfrequenzen verringert, was zu einem schwingungsanfälligeren Verhalten der Brücken führt. – Geräuschbelastung: Das Schotterbett füllte den Bereich zwischen der Gleisanlage und den Tonnenblechen aus, so dass die aus dem Zugverkehr entstehenden Schallwellen absorbiert und nicht weitergeleitet oder abgestrahlt wurden. Nach der Sanierung fehlt diese Schicht, gleichzeitig wird über das Deltalager ein Pufferelement eingeführt. Die verbleibenden Schallwellen treffen direkt auf die Tonnenbleche, von denen sie verstärkt (Trommeleffekt) und wieder nach oben abgestrahlt werden. Die Geräuschemissionen im gesamten Umfeld werden durch die freigelegten Tonnenbleche gegenüber der Ausgangssituation verändert. – Verbundwerkstoffe: Die Stahlkonstruktion der Festen Fahrbahn wird auf einem ElastomerUnterguss auf den Querträgern gelagert. Sämtliche Lasten, die vorher flächig über das Schotterbett eingeleitet wurden, werden nun punktförmig,

örtlich begrenzt, in das Bauwerk eingebracht. Dadurch entstehen in diesen Bereichen höhere Beanspruchungen, die sicher aufgenommen werden müssen. Die hier verwendeten LagerVerbundwerkstoffe müssen eine sichere Verbindung zum Untergrund aufweisen, die Unterkonstruktion der Tonnenbleche und Querträger hat den Anforderungen entsprechend aufbereitet und tragfähig zu sein. Die »klassische« Lösung leitete die Lasten problemloser in das Bauwerk ein.

12 Feste Fahrbahn im fertiggestellten Abschnitt © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

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BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

13 Unterseitig angeordnete SPS-Sandwichplatten © Intelligent Engineering Ltd.

2.2 SPS-Underlay-Entwickung 2.2.1 Prinzip der Sandwich-Struktur Der neue, alternative Vorschlag von Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH zur Sanierung dieser Bereiche benutzt die von Intelligent Engineering und Elastogran (BASF-Gruppe) entwickelten und patentierten Ideen für eine tragfähige Sandwich-Struktur. Bei der Sanierung der Berliner Hochbahnbrücken wird aus dem vorhandenen Tonnenblech, einem darunter angeordneten zusätzlichen neuen Blech und dem diese beiden Bleche verbindenden Kunststoffkern ein tragfähiger Sandwichquerschnitt hergestellt. Gleisanlage und -bett auf der Brückenoberseite verbleiben in ihrem Zustand und werden von der Sanierungsmaßnahme nicht betroffen. Eine Beeinträchtigung des Schienenverkehrs findet nicht statt, weil sich die entsprechenden Arbeitsbereiche unterhalb der Brücken befinden. Die Verstärkung an den Tonnenblechen erfolgt während des laufenden Betriebs.

2.2.2 Arbeitsablauf bei der Sanierung Als vorbereitende Maßnahme wird die mittig unter der Brücke verlaufende Entwässerungsleitung entfernt und die Bauwerksunterseite mit Hochdruckverfahren gereinigt. Anschließend werden in die Querträgerstege Befestigungsbohrungen unter Zuhilfenahme eines Schablons gebohrt. In diesen Bohrungen

BRÜCKENBAU | 4 . 2012

werden dann die neuen, mittig geteilten, der Tonnenform angepassten Fahrbahnbleche mit einem Abstand von ca. 30 mm unter der vorhandenen Konstruktion befestigt, was mittels stahlbautypischer M-12-SL-Verschraubung geschieht. Durch die mittige Teilung können alle Fertigungstoleranzen und Bauwerksimperfektionen von der neuen Konstruktion aufgenommen werden. Die Verbindung der Bleche an der mittigen Überlappung (160 mm ± Toleranzen) erfolgt mit Blindnieten d = 16 mm. Die nach außen liegenden Bereiche werden zudem mit EPDM-Streifen abgedichtet, so dass ein geschlossener Hohlraum (Kavität) entsteht. Das Dichtungssystem ist in der Lage, Dichtspalten bis zu 100 mm zu schließen. Mit diesem System lassen sich also alle in die Brücken der Berliner U-Bahn eingebauten Formen der Tonnenbleche, auch die kegelförmig hergestellten Fahrbahnbleche abdichten. Über den Entwässerungsstutzen in der Mitte wird ein Adapterflansch gesteckt, der die Entwässerung gewährleistet und gleichzeitig den Hohlraum abdichtet. Die neuen Tonnenbleche erhalten an ihrem Tiefpunkt neben der Entwässerung einen Füllstutzen für die Injektion des Elastomerkerns. In den vier Eckbereichen und damit in den Hochpunkten der UnderlayBleche befinden sich Kugelhähne, durch die der Hohlraum während der Injektion entlüftet wird.

14 SPS-Sandwich-Querschnitt mit Verbindungsdetails © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

15 EPDM-Enddichtung © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

16 Entwässerungsflansch © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG Das heißt, der Arbeitsablauf bei der Sanierung sieht im Einzelnen so aus: – Entfernen der Entwässerung unter der Brücke, – Bohren der Stegverschraubungen in den Querträgerstegen mittels Bohr schablon, – Hochdruckreinigung (Strahlen) der Brückenunterseite, – Reinigen der Brückenentwässerung durch den geöffneten Entwässerungs flansch (von unten), – Einbringen der zweigeteilten Underlay- Bleche zwischen Längsträger und Querträger, – Verschrauben der zweigeteilten Underlay-Bleche an den Querträger stegen, – Bohren der Nietlöcher im mittigen Überlappungsbereich der zweige teilten Underlay-Bleche, – Verbinden der Unterlay-Bleche mittels Blindnietung, – Kürzen des vorhandenen Entwässe rungsflansches in Brückenmitte, – Aufsetzen und Eindichten des Entwässerungsadapters auf den Entwässerungsflansch, – Befestigen des Entwässerungs flansches mittels Blindnietung, – Herstellung der Entwässerung mit neuem T-Stück mit Reinigungsöffnung, – Dichten der Spalte an den Enden der Underlay-Bleche (EPDM-Dichtung und Pur-Paste), – Anbau der Kugelhähne mit Entlüf tungsröhrchen zur Entlüftung der Kavität in den vier Ecken, – Druckprüfung mittels Druckluft über den mittigen Füllanschluss, – Anschließen des Mischkopfes an den mittigen Füllanschluss, – Öffnen der Entlüftungskugelhähne in den vier Ecken, – Einblasen von heißer, getrockneter Luft zur Herstellung der optimalen Klimaverhältnisse in der Kavität, – Injektion des flüssigen Elastomers (Polyol und Isocyanat) über den Mischkopf in die Kavität, – Schließen des ersten bis vierten Hahns (bei Austritt von Kunststoff ), – Abbruch der Materialzufuhr zum Mischkopf (gleichzeitig mit Schließen des letzten Hahns), – Reaktionszeit ca. 0,50 h, – Entfernen der Mischbatterie und der Kugelhähne und Verschließen der Öffnungen mit Schlussstopfen, – abschließende Korrosionsschutz arbeiten.

17 Mischkopf für Elastomerinjektion © Intelligent Engineering Ltd.

2.2.3 Qualitätssicherung Das Injektionsverfahren zum Befüllen des Hohlraums zwischen dem neuen unteren Blech und dem vorhandenen Tonnenblech wird vollautomatisch mit einem Mischkopf und einer automatischen Pumpstation durchgeführt. Dabei werden die zwei Komponenten Polyol und Isocyanat immer im korrekten Mischverhältnis und mit dem optimalen Volumenstrom zusammengeführt. Eine automatische 100 %-Qualitätskontrolle des Füllvorgangs ist somit gegeben. Zur Sicherstellung der optimalen Umgebungsverhältnisse in der Kavität wird ein Gebläse verwendet, das bei allen Witterungsbedingungen auf der Baustelle die optimalen Voraussetzungen schafft. Außerdem wird durch Messung von Temperatur und Feuchtigkeit in der austretenden Luft der bestmögliche Zeitpunkt für den Injektionsvorgang bestimmt.

Bei der BASF, Lieferant des Materials und Injektionsequipments, werden an einem 1:1-Modell des Sandwichmoduls Füllund Dichtversuche durchgeführt, um alle Parameter für den Injektionsvorgang zu ermitteln. Als Ergebnis der Versuchsreihen stehen die optimalen Einstellwerte für den Prozess auf der Baustelle zur Verfügung. Bei den Versuchen wird die Form mit Trennmittel bestrichen, mit dem Elastomer gefüllt und der so gebildete Kunststoffkern nach Trennung des oberen und unteren Bleches bewertet. Damit existiert ein Verfahrensnachweis für den Herstellvorgang, der eine hervorragende Qualität des Kunststoffkerns gewährleistet.

18 Modell des Sandwichmoduls für Füllversuche © Intelligent Engineering Ltd.

4 . 2012 | BRÜCKENBAU

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

2.2.4 Vorteile der SPS-Methode Ingesamt ergeben sich folgende Vorteile bei der Sanierungsmethode mit dem Sandwich-Plate-System: – keine Beeinträchtigung des Verkehrs während der Umbauphase, – keine Kosten für Schienenersatz verkehr, – keine Kosten für den Ersatz der Gleisanlage, – geringes technisches Risiko wegen des hohen Standards der Qualitäts- sicherung, – Ersatz des Korrosionsschutzes an der Brückenunterseite, – wartungsfreundlicher Umbau der Entwässerung (T-Stücke mit Reini gungsöffnung), – Verbesserung des Schallschutzes durch zusätzliche Dämmung der Brücken unterseite, – Verbesserung des allgemeinen Schwingverhaltens der Brücken durch zusätzliche Dämpfungselemente (SPS-Paneele), – Beibehalten der flächigen Lastein- leitung über das Schotterbett, – kein Einbau zusätzlicher Konstruk- tionen, wie zum Beispiel Dilatations- lager für die Feste Fahrbahn.

20 Ausgeführte Variante mit SPS-Verstärkung © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

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2.3 Austausch von Tragkomponenten Eine weitere Möglichkeit der Ertüchtigung alter Hochbahntrassen stellt die Wiederherstellung des ursprünglichen Zustandes durch den Austausch ganzer Bauteile wie Querträger, Dehnprofile oder Buckelbleche dar. Im Verlauf der U-Bahnlinie 1 in BerlinKreuzberg zwischen Gleisdreieck und Möckernbrücke wurden im Jahr 2010 insgesamt 240 m² Bahntrasse in der Form saniert. Diese Vorgehensweise hat die bei weitem größten Auswirkungen auf den laufenden Schienenverkehr, da die betroffenen Bereiche von Beginn bis Ende der Arbeiten komplett gesperrt werden müssen. Nach Rückbau von Gleisen und Schotter wurden die mit Kohlenteerpech belasteten Altbeschichtungen der Fahrbahntröge unter Einhausung restlos entfernt, danach die Nietenköpfe abgefugt und die Nietreste mit Niethämmern ausgetrieben. Für den Austausch der Buckelbleche war größtes Augenmerk auf die Lage sowie die Anordnung der Lochbilder der alten Buckelbleche zu legen, da auch die augenscheinlich symmetrisch und rechtwinkelig gefertigten von ihnen nur in einer einzigen Lage auf die Unterkonstruktion passten. Zur Begrenzung der Sperrzeit wurden die Auflagerränder der Unterkonstruktion bereits vor dem Ausbau der Buckelbleche genau vermessen. Die Unterkonstruktion musste nach deren Demontage ebenfalls unter kompletter Einhausung von PAKhaltiger Altbeschichtung gesäubert und bis auf die Obergurte neu beschichtet werden. Die Obergurte erhielten einen separaten gleitfesten Anstrich.

19 Ansicht eines SPS-verstärkten Brückenabschnitts © Intelligent Engineering Ltd.

21 Baufeld nach Rückbau von Gleisen und Schotter © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

In der Zwischenzeit wurden die Rohlinge der neuen Buckelbleche gefertigt. Besondere Anforderungen galten der jeweiligen Ausprägung des Buckels sowie dem Beginn der Buckelrundung möglichst direkt am Auflagerrand. Ursprünglich wurden die demontierten Buckelbleche mit Hilfe großer Pressen tief gezogen. Da derartige Fertigungsmöglichkeiten nicht zur Verfügung standen, wurde im Vorfeld eine neue Alternative zur Herstellung gesucht. Ziel war, ein Umformverfahren zu finden, das die Verwendung von frei auf dem Markt erhältlichen Standardwerkzeugen und den im Werk Hannover vorhandenen Produktionsmitteln erlaubt. Parallel wurden Recherchen gestartet, um keine Patentverletzungen zu begehen.

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

22 Buckelblechrohlinge mit Ablaufstutzen © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

So wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem der Fokus auf der Variabilität der Vorrichtung lag: Auf ein und derselben Vorrichtung sollten sich quadratische und rechteckige sowie trapezförmige und parallelogrammartige Buckelbleche herstellen lassen. Zur Ausführung kam letztlich ein variables Spannrahmensystem aus vorhandenen Betriebsmitteln mit der Besonderheit einer Klemmung bzw. Niederhaltung (vertikale Lasten) der Blechränder bei gleichzeitiger horizontaler Freiheit des Bleches. Die Freiheit der Blechränder bei gleichzeitiger Niederhaltung war Grundvoraussetzung, um die Materialreserve für die Buckelgeometrie beim Verformungsvorgang ohne Zwängungen zuführen zu können. Nach Fertigstellung der Rohlinge wurden die Abmaße und Lochbilder der alten Buckelbleche übertragen und die neuen Bleche mit einer Grundbeschichtung versehen. Danach wurden die neuen Bleche auf der sanierten Unterkonstruktion fixiert und die Bohrlöcher für die Verwendung von Passschrauben aufgerieben. Im Anschluss an die Montage

24 Sanierter Fahrbahntrog © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

23 Aufreiben der Bohrungen © Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH

erfolgte unter- und oberseitig der Buckelbleche die Vervollständigung des Korrosionsschutzes, während für die Deckbeschichtung im Schottertrog ein elastisches Material gewählt wurde. Die gestellte Aufgabe konnte mit dem hier entwickelten Herstellverfahren sehr flexibel, präzise und schnell gelöst werden. Im Ergebnis ist die Form der neuen Buckelbleche sogar näher am geometrischen Ideal, als dies bei den Bestandsblechen der Fall war. 3 Resümee Die vorgestellten Sanierungskonzepte geben die Möglichkeit, Planungsgrundlage für weitere Maßnahmen dieser Art zu werden. Es wird deutlich, dass Bauherren für quasi inhaltlich gleiche Bauaufgaben innerhalb ihres Bestandes auch unterschiedliche Lösungen entwickeln und einsetzen, um zu umfassenden Wertungen zu kommen.

Darüber hinaus sind die hier gezeigten Lösungen gute Beispiele für nachhaltiges Bauen, dessen Wirtschaftlichkeit durch – den Einsatz wiederverwendbarer, recyclingfähiger Werkstoffe (SPS), – die lange Nutzungsdauer der Trag werke und – ihre gute Rückbaufähigkeit gewährleistet ist. Autoren: Dipl.-Ing. Uwe Heiland Dipl.-Ing. Stefan Henschke Dipl.-Ing. Thomas Stihl Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH, Hannover

Literatur [1] Statische Berechnungen und Ausführungspläne Feste Fahrbahn, 3. BA km 3,70+16,69–4,50+49,36, Schienen-Abfangung-Längsträger. Aufsteller: Dipl.-Ing. Sowietzki Ingenieurgesellschaft mbH, S. 1–190. [2] Experimentelle Ermittlung der horizontalen Steifigkeit einer Adapterlösung für das Schienensystem der U-Bahnlinie U 1. Prüfbericht zur statischen und dynamischen horizontalen Belastung an einem Auflagerpunkt aus Icosit 277 der Firma Sika vom 25.02.2003. Aufsteller: Bundesamt für Materialforschung und -prüfung, Az. VU.21/26578. [3] Einbauanweisung für Schienenbefestigung loarg 31 des Bundesbahn-Zentralamts München, Vermerk 8604/OV (Anlage 4) vom 06.04.1990. [4] Gutachten zum Nachweis der Verbesserung der Dauerhaftigkeit durch SPS-Verstärkungen an Hochbahnabschnitten der U-Bahnlinie U 2. Aufsteller: Prof. Dr.-Ing. G. Sedlacek, 12.05.2005. [5] SPS-Overlay for the Berlin U-Bahn Viaduct. Report by Intelligent Engineering, Ottawa, Canada, Dr. Stephen Kennedy, July 2004. [6] Sanierung der Hochbahnbrücken der Berliner U-Bahn mittels Sandwich-Verstärkungen. Präsentation T. Stihl, 12.08.2004. [7] Ausschreibung der Berliner Verkehrsbetriebe (BVG) zum Bauvorhaben U 1 Viaduktsanierung, Rampe Gleisdreieck, 2. BA, Austausch der Buckelbleche, BW XIII/XIIIa.

4 . 2012 | BRÜCKENBAU

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG Wiedererrichtung einer denkmalgeschützten Flussquerung

Teilneubau der Pöppelmannbrücke in Grimma von Olaf Wingeß, Frank Bernhardt

1 Heutiges Erscheinungsbild der Pöppelmannbrücke © Inros Lackner AG

Die fast 300-jährige denkmalgeschützte Gewölbebrücke in Grimma über die Vereinigte Mulde wurde durch das Sommerhochwasser 2002 zerstört: Mehrere Pfeilergründungen wurden von ca. 2.570 m3/s Abflussmenge unterspült, die daraus resultierenden Folgen führten zum Einsturz des Bauwerks. Ziel der Variantenuntersuchung und des Entwurfs für einen Teilneubau war es, zwischen dem historischen Vorbild der Pöppelmannbrücke und den Anforderungen des Hochwasserschutzes einen genehmigungsfähigen Kompromiss zu finden. Das gelang durch die Konstruktion eines stählernen Sprengwerksbogens mit orthotroper Fahrbahnplatte, der zwischen den Ufern die ehemaligen Bogenfelder 3–5 mit einer lichten Weite von 65 m überspannt.

1 Die Pöppelmannbrücke Die alte Steinbrücke in Grimma über die Vereinigte Mulde wurde vor fast 300 Jahren nach den Plänen des späteren kursächsischen Oberlandbaumeisters Pöppelmann errichtet. Die Konstruktion der gemauerten Gewölbebogenreihe mit ihren massiven Pfeilern aus rotem Porphyr war die typische Bauweise für Brücken seit der Antike. Die »Pöppelmannbrücke« ist durch zeitlose Eleganz, Ästhetik und insbesondere eine hohe Dauerhaftigkeit geprägt und stellt nicht nur ein wertvolles Kulturdenkmal dar, sondern ist auch ein Wahrzeichen der Stadt Grimma.

BRÜCKENBAU | 4 . 2012

2 Bauwerk nach der Sanierung im Jahr 2000 © Manfred Pippig/Stadt Grimma

Der notwendige Bogenstich von ca. 1/3 der lichten Weite ließ bei dieser Bauweise jedoch nur relativ geringe Stützweiten zu, ohne dabei gleichzeitig die Gradiente zu sehr erhöhen zu müssen. Die Brücke wurde an einer Engstelle des Flussbettes errichtet, was aus wasserbaulicher Sicht zu einer starken Einengung des Durchflussquerschnittes und damit bei Hochwasserereignissen fast zwangsläufig zu einem Aufstau und einem starken Anstieg der Fließgeschwindigkeit führte. In ihrer Ursprungsform wurde sie 1719 mit einem Mittelteil als Holzfachwerkkonstruktion errichtet. 1894 erfolgte der Ersatz dieses hölzernen Mittelteiles durch

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

einen Stahlfachwerkbogen, und nach dessen Zerstörung im Zweiten Weltkrieg wurde im Jahr 1947 ein parallelgurtiges untenliegendes Stahlfachwerk eingebaut. 1996 wurde eine zweite Muldequerung stromabwärts für den Straßenverkehr eröffnet, verbunden mit der etwas später vorgenommenen Umwidmung der Staatsstraße S 11 von der Pöppelmannbrücke auf das neue Bauwerk. Im Rahmen einer Grundinstandsetzung der inzwischen denkmalgeschützten Brücke kamen dann 1999–2000 eine umfassende Ertüchtigung der Natursteinbögen und ein Stahlbetonsprengwerk als Mittelteil zur Ausführung. 2 Folgen des Hochwassers 2.1 Schadensbeschreibung Am 13. August 2002 zerstörte ein Hochwasser die historische Altstadt und die Umgebung von Grimma, Schäden in Höhe von 255 Millionen Euro verursachend. Bis zu 2.570 m3/s Abflussmenge (EHQ 2002) bewirkten eine Unterspülung der Pfeilergründungen in den Achsen 30 und 40: Die resultierenden Setzungen von mehr als 1,40 m führten zum Versagen und in dessen Folge zum Einsturz des Bauwerks. Mit seinem Wegfall ist aber auch eine Radwegverbindung von überregionaler Bedeutung unterbrochen worden. Durch die neue Muldebrücke kann dies nicht ausgeglichen werden, da auf ihren Kappen Radwege fehlen, die ein sicheres Befahren erst ermöglichen würden. Nach dem Beschluss des Stadtrates zur Wiederherstellung der Flussquerung 2005 wurden im Vorfeld der Variantenuntersuchung die noch vorhandenen oberirdischen Bauwerksreste einer Zustandserfassung im Umfang einer Hauptprüfung gemäß DIN 1076 unterzogen. Es zeigten sich kleinere lokale Schäden am Mauerwerk, die jedoch dank der vor sechs Jahren abgeschlossenen Grundinstandsetzung nur von geringem Ausmaß waren. Die Standsicherheit war insbesondere durch die Auskolkungen der alten Pfeiler 20, 50, 60 und 70 gefährdet. Im Rahmen der baugrundtechnischen- und baustofflichen Begutachtung wurden mehrere Kernbohrungen durch die Pfeiler 20, 60 und 70 getrieben, um die Eignung der verbliebenen Bausubstanz für die Integration in eine Gesamtstruktur mit einer Nutzungsdauer von mindestens weiteren 80–100 Jahren zu ermitteln.

3 Zerstörung beim Jahrhunderthochwasser © Stadt Grimma

Im Ergebnis wurden für die Fußbereiche der genannten Pfeiler eine hohe Inhomogenität, erhebliche Materialdefizite, stark verminderte Festigkeiten und keine einheitlichen, waagerecht verlaufenden Aufstandsflächen festgestellt. Die Auswertung der vertikalen Mauerwerksbohrungen verdeutlichte zudem, dass nur ca. 10 % der Bohrstrecke in den beprobten Pfeilern als Mauerwerk im Verbund angesprochen werden konnten. Teilweise ließ sich überhaupt keine Kernstrecke mit Verbund zwischen Naturstein und Mörtel nachweisen. Beispielsweise ergab sich für die Pfeiler 60 und 50 folgendes Bild: Für den Pfeiler 60 wurde als Resultat der Bohrungen herausgefunden, dass die feste homogene Pfeilerbasis bei ca. +125,50 m NHN liegt, während darunter bis +123,00 m NHN ein Bruchsteinmauerwerk als Mischung aus Natursteinen, Mörtelresten und Sanden folgt. In diesem Bereich existieren auch zahlreiche Verbrüche und Entfestigungen, außerdem nimmt im weiteren Tiefenverlauf die Inhomogenität stark zu und die Festigkeit ab.

2.2 Schadensbewertung Im Ergebnis der Zustandserfassung war festzustellen, dass die vorhandenen oberirdischen Reste der Bögen 1, 6 und 7 instandsetzungswürdig und prinzipiell für die Integration in ein neues Bauwerk geeignet waren. Die ermittelte Gründungstiefe der Pfeiler war, bezogen auf die Flusssohle, relativ gering, so dass die mit einem Extremhochwasser verbundenen möglichen Auskolkungen eine akute Gefahr für die Standsicherheit der verbliebenen Abschnitte der alten Pöppelmannbrücke bedeuteten. Aber auch die relativ starke, ständige Grundwasserströmung in den Lockergesteinsschichten und die Strömung der Mulde selbst bargen in Anbetracht der Hohlräume und Sandbänder für das Bruchmauerwerk die Gefahr von Ausspülungen, einer weiteren Entfestigung und einem daraus resultierenden Verlust der Tragfähigkeit. Zur Sicherung der historischen Substanz war neben einem wirksamen Kolkschutz also auch gleichzeitig eine Stabilisierung des Bruchmauerwerkes und des Bodens im Bereich der Pfeilerbasen dringend erforderlich. Für den geschädigten alten Pfeiler 50 wurde der vollständige Abbruch bis zur Gewässersohle +121,50 m NHN empfohlen, um seinen drohenden Einsturz zu vermeiden und den Durchflussquerschnitt der Mulde zu verbessern.

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BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

3 Planung des Bauwerks 3.1 Variantenuntersuchung Nach dem Beschluss des Stadtrates zur Wiederherstellung der Brückenverbindung begannen im September 2005 die Planungen in Form einer Studie und Variantenuntersuchung durch die Inros Lackner AG als Nachunternehmer der G.U.B. Ingenieur AG. Anfang 2007 wurde nach der Präsentation der Grundvarianten und der Bauwerksvorplanung die Plangenehmigungsunterlage erarbeitet und im Sommer 2007 erfolgten der Plangenehmigungsbeschluss und die endgültige Bestätigung der Vorzugsvariante. Oberstes Ziel der Variantenuntersuchung war es, zwischen dem historischen Vorbild der Pöppelmannbrücke und einem den Anforderungen des Hochwasserabflusses (Leistung G.U.B. inklusive Sohlsicherung) besser gerecht werdenden Querungsbauwerk mit großzügigeren Freiborden und Durchflussquerschnitten einen genehmigungsfähigen Kompromiss zu finden. Als Bemessungshochwasser wurden das mit 100-jähriger Wahrscheinlichkeit eintreffende Hochwasserereignis (HQ 100 mit 1.990 m3/s) und damit eine Wasserspiegellage unter der des Hochwasserereignisses vom Sommer 2002 zugrunde

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gelegt. Eine wirtschaftliche Lösung unter weitestgehender Einbeziehung der noch vorhandenen Bauwerksreste und Beibehaltung der durch Pöppelmann vorgegebenen Gestaltungsgrundsätze mit Gewölbebögen und Porphyr-Quadermauerwerk war dabei anzustreben. Als Basis für die gewässerhydraulischen Berechnungen und für eine daraus abzuleitende konzeptionelle Grundsatzentscheidung wurde durch die Planungsgemeinschaft aus G.U.B. Ingenieur AG und Inros Lackner AG zunächst eine Grobvariantenuntersuchung durchgeführt, die insgesamt zehn unterschiedliche Ansätze umfasste. Im Zuge der Abstimmung mit den beteiligten Entscheidungsgremien wurde im September 2006 die Variante »mit hoch liegendem Sprengwerksbogen« weiterentwickelt. Zwei zusätzliche Alternativen, »Gewölbereihe mit Stahlverbundhauptfeld und seitlichen Bypässen« sowie »Zweifeldbalkenbrücke«, wurden durch die »Bürgerinitiative für den Wiederaufbau der Pöppelmannbrücke und einen wirksamen Hochwasserschutz für die Stadt Grimma« vorgeschlagen und ebenfalls nachträglich betrachtet. Im Ergebnis des Variantenvergleiches stellte

4 Bestandsplan © Inros Lackner AG

sich die Konzeption mit einem hochliegenden, weitspannenden Stahlsprengwerk als Vorzugslösung heraus. Diese wurde durch das Regierungspräsidium Leipzig plangenehmigt und war Grundlage des RAB-ING-Bauwerksentwurfes. 3.2 Bauwerksparameter Die Pöppelmannbrücke kreuzt etwa bei Fluss-km 79+550 die Vereinigte Mulde. Um im Sinne des Hochwasserabflusses eine möglichst große Freibordhöhe unter den Brückenfeldern zu erreichen, wurde die neue Gradiente gegenüber dem Bestand um bis zu 46 cm (in Achse 60) angehoben. Ausgehend von der vorhandenen Rampe und den existierenden Zuwegungen der Anliegergrundstücke am Westufer, steigt die neue Gradiente zunächst mit einer behindertengerecht begrenzten Längsneigung von 5 % in Richtung Mulde an, während sie ab dem Tangentenschnittpunkt, der sich bei Mittelwasser nahezu in Flussmitte befindet, mit 2,80 % nach Osten abfällt. Beide Tangenten wurden mit einem Kuppenhalbmesser von H = -1.700 m derart ausgerundet, dass der Hochpunkt +132,274 m NHN etwa in der Mitte der neuen Hauptöffnung liegt. Neben der

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

5 6 7 8 Ansicht, Längsschnitt, Grundriss und Regelquerschnitt der Vorzugsvariante © Inros Lackner AG

Symmetrie des Tragwerkes sichert dieser Verlauf insbesondere auch eine hohe Lage der Bogenfußpunkte (bei HQ 20) im Sinne des Hochwasserschutzes. Ungefähr auf Mitte des Bogens 1 wird die Gradiente durch einen weiteren Tangentenschnittpunkt charakterisiert: Die entstandene Wanne wurde mit einem Halbmesser von H = 274 m ausgerundet, wobei mit einer um 4 % ansteigenden Längsneigung der Anschluss an den Straßenbestand östlich des Bauwerkes hergestellt wird. Für die Querneigung wurde über die gesamte Länge ein beidseitig zur Brückenmitte gerichtetes Gefälle von 2,21 % gewählt, um ein Ablaufen des Niederschlagswassers außen über die Stahlkonstruktion zu

vermeiden. Auf Straßenborde wurde wegen der überwiegenden Nutzung als Fuß- und Radwegbrücke verzichtet, die bestehende Brückenbreite von 7,30 m zwischen den Geländern hat man daher auch über die gesamte Bauwerkslänge beibehalten.

Die Brücke ist entsprechend der Aufgabenstellung für Geh- und Radwegverkehr gemäß DIN-Fachbericht 101 ausgelegt. Im Havariefall ist es ohne wirtschaftlichen Mehraufwand möglich, ein 12-t-Servicefahrzeug (Vorderachse 4 t, Hinterachse 8 t) in mittiger Einzelfahrt queren zu lassen.

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9 Einstauung bei HQ 100 © Inros Lackner AG

Dimensioniert ist sie für ein Hochwasser mit 100-jähriger Wiederkehr (HQ 100) für ständige und vorübergehende Beanspruchungszustände. Da jedoch mit dem Hochwasser von 2002 ein darüber hinausgehendes Ereignis bekannt ist, wurde das komplette Überströmen der Brücke zusätzlich als außergewöhnlicher Bemessungsfall betrachtet, um einen Totalschaden des Bauwerkes so weit wie möglich ausschließen zu können. 3.3 Bauwerksgestaltung Im Einklang mit dem Hochwasser- und Denkmalschutz erfolgte die Bauwerksgestaltung. Wesentliches Element ist hier der neue Sprengwerksbogen, der mit einer lichten Weite von 64,54 m die ehemaligen Bogenfelder 3–5 komplett überspannt. Dabei wurden die beiden stählernen Bögen außerhalb des Brückendecks angeordnet. Durch das gegenläufige Neigen ihrer beiden Ebenen um jeweils 9° nach außen konnte die vorhandene Breite des Pfeilers in Achse 60 genutzt werden, ohne Verbreiterungen vornehmen zu müssen. Im Gegensatz zu den Gewölbebögen Pöppelmanns (Stich: h/l = 1/3), deren Natursteinmauerwerk ausschließlich Druck- und keine Zugspannungen zu übertragen vermag, besitzt dieser Bogen nur einen Stich von 1/13 seiner Spannweite und ist somit wesentlich schlanker. Eine Folge davon

technologisch kaum hätte vermeiden lassen. Darüber hinaus wurde anstelle des anfänglich geplanten Natursteinpflasterbelags zur weiteren Eigengewichtsreduzierung ein granitfarbiger, geprägter Gussasphalt mit Segmentbogenoptik gewählt. Die bereits zuvor vorhandene Beleuchtung wurde teilweise wiederverwendet oder auf dem Stahl-

11 Neuerrichteter Gewölbebogen am östlichen Ufer © Inros Lackner AG

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10 Isometrische Darstellung © Inros Lackner AG

sind jedoch große horizontale Spreizkräfte an seinen Fußpunkten bzw. Kämpfern, welche schadensfrei in die Pfeiler und deren Gründungen einzuleiten waren. Um die Realisierung einer solch schlanken Struktur unter den angetroffenen Randbedingungen überhaupt zu ermöglichen, wurde das Sprengwerk zum Zwecke der Reduzierung das Eigengewicht und damit auch der Spreizkräfte komplett in geschweißter Stahlbauweise konzipiert. Mit dem Ziel, das Eigengewicht und den horizontalen Bogenschub sowie die daraus resultierenden Gründungsaufwendungen zu verringern, wurde zudem die ursprünglich aus wirtschaftlichen Gründen vorgesehene Stahlbetonfahrbahn durch eine orthotrope Platte ersetzt. Anderenfalls wären die Dimensionen der Pfeilergründungen so groß geworden, dass sich ein temporärer Rückbau des Pfeilers 60 und des Bogens 6

überbau gegen vergleichbare Lampen ausgetauscht. Zusätzlich werden durch eine Anleuchtung des Baukörpers von unten und von der Seite besondere gestalterische Akzente gesetzt. Um im Zusammenspiel zwischen alter und neuer Konstruktion Gemeinsamkeiten hervorzuheben und doch klare Kontraste zu betonen, wurde die ohnehin notwendige Korrosionsschutzbeschichtung der Stahlbauteile durch entsprechende Farbwahl als Gestaltungselement genutzt. Dabei erhielten das komplette Sprengwerk, die Geländer sowie das Gesimsband und die Lampen einen anthrazitgrauen Anstrich in RAL 7016. Der Bogen 2 wurde in seinen alten Abmessungen, also im früheren Erscheinungsbild wieder neu errichtet, so dass das Sprengwerk beidseitig von zwei Gewölbebögen flankiert wird und das Gesamtbauwerk somit eine angenehme Symmetrie aufweist.

12 Schubfeldanschluss zwischen Bogen und Fahrbahn © Inros Lackner AG

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

3.4 Technische Daten Folgende Maßnahmen und technische Daten kennzeichnen das im August 2012 fertiggestellte Bauwerk: – Bauart: fünffeldrige Bogenreihe aus Porphyr-Quadermauerwerk mit einem Stahlsprengwerk in der Hauptöffnung – Brückenklasse: Fußgänger- und Radverkehr, Servicefahrzeuge mit 12 t Achslast – Einzelstützweiten: 19,43 m + 20,40 m + 71,00 m + 16,47 m + 15,70 m = 143 m – Breite: 7,30 m zwischen den Geländern – Brückenfläche: 1.043,90 m2 – Gründung: Flachgründung aus Natursteinpackungen für Widerlager und Pfeiler mit HDI-Verstärkung und Kolkschutz aus Spundwandprofilen, Pfahlgründung durch nachträgliche Verstärkung der Hauptstrompfeiler 30 und 60 mit Mehrstabverpresspfählen – Unterbauten: Instandsetzung des massiven Natursteinblockmauerwerks durch Injektionen, Neubau von Pfeiler 30, Teilneubau von Pfeiler 60 – Überbau: Instandsetzung von drei Gewölbebögen aus Porphyr-Quadermauerwerk durch Injektion, Neubau eines Gewölbebogens sowie Stahlsprengwerks (l = 70 m, S355J2G3) – Lager: pro Auflagerachse je ein allseitig bewegliches sowie ein querfestes Elastomerlager unter dem Brückendeck (Achsen 50 und 60) – Fahrbahnübergänge: Konstruktion mit einem Dichtprofil beidseitig des Sprengwerkes am Ende des Gegengewichts (Achsen 50 und 60) – Abdichtung: vierlagiger Korrosionsschutzanstrich auf 1K-PUR-Basis nach ZTV-KOR

– Belag: einlagige kombinierte Gussasphalt-Schutz- und -Deckschicht sowie 0,50 cm farbiger Asphalt (ART-Stone in Segmentbogen-Pflasteroptik), im Bereich Natursteingewölbebögen mit Stahlbetonkappen – Geländer: Stahlfüllstabgeländer (H = 1,20 m) in schwerer Bauart mit Verzierungen und Seil, Mauerwerksbrüstungen (H < 1,00 m) ohne Seil – Entwässerung: Freifallabläufe in die Mulde 4 Zusammenfassung Das schlanke Tragwerk wurde erst möglich, indem man das Brückendeck durch Schwergewichtsplatten jeweils um eine Länge von 7,50 m über die beiden Auflagerachsen hinaus verlängerte. Mit dem so ausgebildeten Gegengewicht verfügen die Hauptträger über eine teilweise Endeinspannung, so dass der Bogen weniger beansprucht wird: Die Einspannung wird dadurch erreicht, dass die Hauptträger in die Gegengewichte quasi einlaufen. Kopfbolzendübel und eine angeschweißte obere Längsbewehrung gewährleisten dabei den Lastabtrag, Querbewehrungen wurden mit Hilfe von Bohrungen in den Stegen verlegt. Die Gegengewichte selbst bestehen aus einem Schwerbeton (Rohdichte ρ ≥ 3,00 t/m³) der Festigkeitsklasse C30/37. Weiterhin wurde zur Reduzierung der Spreizkräfte bei gleichzeitiger Anforderung an ein Altstadtpflaster der Brückenbelag als 4-cm-Gussasphalt mit einem 0,50 cm dicken Farbasphalt mit Segmentbogen-Pflasteroptik ausgeführt.

14 Unterseite des Brückenmittelfeldes © Inros Lackner AG

Insgesamt konnte ein sehr harmonisches Erscheinungsbild unter Berücksichtigung eines optimalen Hochwasserabflusses erzielt werden, das besonders bei Nacht durch die Illumination der Altstadtlaternen im Zusammenwirken mit den LED-Strahlern zur Geltung gelangt. Autoren: Dipl.-Ing. Olaf Wingeß Dipl.-Ing. Frank Bernhardt Inros Lackner AG, Dresden Bauherr Stadt Grimma Finanzierung Freistaat Sachsen Entwurf und Tragwerksplanung Inros Lackner AG, Dresden (als Nachunternehmer der G.U.B. Ingenieur AG, Leipzig) Örtliche Bauüberwachung EIBS Entwurfs- und Ingenieurbüro für Straßenwesen GmbH, Dresden Prüfingenieur Prof. Dr.-Ing. Roland Gocht, Dresden

13 Detailansicht des Geländers © Inros Lackner AG

Ausführung Otto Heil GmbH & Co. KG, Taucha Bilfinger Berger Spezialtiefbau GmbH, Arnstadt Oderberger Stahlbau GmbH, Oderberg

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BRÜCKENERTÜCHTIGUNG Restaurierung eines historischen Brückenbauwerks

Wiederaufbau des Pont Trencat bei Barcelona von Xavier Font

Im Jahre 1811, während der Napoleonischen Kriege, wurde der Hauptbogen des Pont Trencat bei Barcelona zerstört. Anfang 1999 erfolgte die Beauftragung des Ingenieurbüros Alfa Polaris mit der Entwicklung eines Restaurierungsprojektes: Niemand wusste, wie die »zerbrochene Brücke« zuvor wirklich aussah. Hätten wir versucht, dem Bauwerk seine ursprüngliche Gestalt zu verleihen, so hätten wir alle fehlenden Informationen erfinden müssen. Auch hatte sich die Bevölkerung bereits an den Anblick der defekten Form gewöhnt. Deshalb schlugen wir vor, die Brücke in einer Art zu restaurieren, die den Kontrast zwischen den neuen Einfügungen und den verbliebenen Überresten widerspiegelt, indem wir Stahl als modernes Baumaterial und zeitgemäße Bautechniken verwendeten. 1 Ein Kriegsverlust Am 23. Februar 1811 wurde der Hauptbogen des von da an Pont Trencat (»trencat« bedeutet im Katalanischen »zerbrochen«) genannten Brücke in einem vom spanischen General Josep Obispo angeordneten Kriegsakt zerstört. Ziel war es, die Bewegungen der einfallenden Armee während des Napoleonischen Krieges in Spanien zu behindern. Die Bemühungen der lokalen Behörden, die Überquerung des Flusses Tordera wiederzuerrichten, bewirkten 1866 den Bau einer neuen, weiter flussabwärts gelegenen Brücke. Nach Eröffnung dieser neuen Verbindung war die Wiederherstellung der alten Brücke nicht mehr notwendig und wurde daher aufgegeben. Glücklicherweise blieben aber ihre Überreste aufgrund der hohen Festigkeit von Gründungen und Mauerwerk bestehen.

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1 Heutiges Erscheinungsbild des Bauwerks © Xavier Font

2 Sorgen um die Ruine Trotz ihrer offenkundigen Standfestigkeit war es notwendig, die Brücke gegen weiteren Verfall zu schützen. Entsprechende Überlegungen kamen von Leuten aus zwei Städten 50 km nordöstlich von Barcelona, die mit dem Bauwerk verbunden sind: Sant Celoni und Santa Maria de Palautordera. Mit der Absicht, Finanzmittel für die Rettung des Pont Trencat zu sammeln, beschloss man Herbst 2006 die Gründung des Vereins Pont Romà 2000. Hauptziel war anfangs die Erhaltung der Brücke, doch wir stellten schnell fest, dass dies nicht reichte: Ihr Wiederaufbau bot eine Möglichkeit, das Umland aufzuwerten, das sich leider in einem sehr schlechten Zustand befand. Das war ein ehrgeiziges Ziel, dessen Gelingen letztlich auf der Idee beruhte, dass einzelne Eingriffe katalytische Kraft entwickeln und eine höhere Dynamik erzeugen könnten. Wir glaubten, wenn die notwendige Finanzierung für die Restaurierung der Brücke beschafft wäre, würden sich andere, Stadträte oder Nachbarn, durch diesen Erfolg zur Verschönerung der Umgebung anregen lassen.

3 Erste Schritte Erste Gelder ermöglichten dem Verein, die Vorstudien in Auftrag zu geben: die Nachforschung in Archiven, die archäologischen Arbeiten, die Aufmaße und die Baugrunderkundungen. Die ersten archäologischen Untersuchungen erfolgten in drei Abschnitten, und zwar im Sommer 1998, im Herbst 1999 und im Frühjahr 2000, wobei die hierbei gewonnenen Hinweise mit den Ergebnissen aus den Archivrecherchen abgeglichen wurden. Die tatsächliche Geometrie der baulichen Überreste erhielten wir zudem durch photogrammetrische Messungen. Die Baugrunderkundungen brachten uns wiederum Informationen zum inneren Gefüge des Bestands und zur Morphologie des Baugrunds. Unterstützt durch die Erkenntnisse aus diesen Vorstudien, begannen wir gleichzeitig mit der Entwurfsplanung zur Restaurierung der Brücke.

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

2 Bogenstruktur im Entwurf © Alfa Polaris S.L.

4 Philosophie des Eingriffs Die Schlüsselfrage des Projektes war: Wie sollte die Brücke wiedererrichtet werden? Wäre es möglich, sie wieder so aufzubauen, wie sie vor ihrer Zerstörung ausgesehen hatte? Hätten wir alle benötigten Informationen für eine Wiederherstellung ihres ursprünglichen Erscheinungsbildes zur Verfügung gehabt, wäre es realisierbar gewesen. Doch nach fast 190 Jahren waren frühere Form und Gestalt der Brücke nicht mehr zu ermitteln. Aus der Geometrie des Bestands und den archäologischen Funden an beiden Ufern leiteten wir einige Schlussfolgerungen ab: Wir glaubten, dass der fehlende Brückenbogen größer als der existierende war und dass sich der höchste Punkt des Pflasters über seinem Scheitel befand. Seine genaue Geometrie kannten wir hingegen nicht, wir wussten nicht einmal, ob es ein Spitz- oder Rundbogen war. Wenn wir uns für einen »getreuen« Wiederaufbau entschieden hätten, hätten wir daher sämtliche Angaben, die uns nicht vorlagen, erdichten müssen. Andererseits galt es weitere Kriterien zu beachten: Der Pont Trencat ist nicht nur eine zerstörte Brücke, sondern auch ein Denkmal. Warum? Weil er eine Reihe besonderer Werte verkörpert. So ist er Zeitdokument, »architektonisches« Bauwerk und Symbol. Als Zeitdokument kann er Erinnerungen an historische Konstellationen und Vorfälle wachrufen, deren Zeuge er wurde. Und er gibt Auskunft über seine Geschichte und die damit verbundenen Gesellschaftsordnungen, er vermag uns aber ebenso durch seine Materialbeschaffenheit Hinweise auf Baustile und Bautechniken zu vermitteln. Gemäß den drei Haupteigenschaften guter Architektur nach Vitruv resultieren architektonische Werte aus der Fähigkeit, funktionalen Anforderungen zu entsprechen (Utilitas), aus dem dargebotenen ästhetischen Erlebnis (Venustas) und aus

3 Baukörperanordnung © Alfa Polaris S.L.

der Vernunft beim Einsatz von Material und Techniken beim Bau (Firmitas). Der symbolische Aspekt umfasst subjektivere Werte, die mit der emotionalen Bedeutung des Denkmals für die Individuen und die Gemeinschaften, mit denen es in Beziehung steht, verbunden sind. Jeder Eingriff in ein historisches Bauwerk muss also den Versuch unternehmen, all diese Werte zu wahren. Das wird allerdings nicht immer möglich sein. Es kann beispielsweise notwendig werden, für die Wiederherstellung der Funktion und damit des baulichen Wertes einige Abschnitte zu zerstören, die interessante Informationen über das Denkmal selbst oder dessen Geschichte beinhalten und

infolgedessen von dokumentarischem Wert sind. In solchen Fällen ist es sehr wichtig, die gewünschte Ausgewogenheit zu finden. In unserem Fall gab es drei Möglichkeiten des Eingriffs: Die erste war, die Überreste der Brücke abzusichern, ohne die alte Funktion instand zu setzen. Die zweite war die Wiedererrichtung der Brücke mit dem Versuch, ihr die Gestalt zu verleihen, die sie unserer Annahme nach hatte. Und die dritte war, die Funktion der Brücke wiederherzustellen, indem der fehlende Teil in einer vollkommen anderen Bauweise ausgeführt wird, was den Kontrast zwischen neuen Elementen und alter Substanz verdeutlicht.

4 Neuer Zugangsbereich am nördlichen Ende © Xavier Font

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BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

5 Auflagerung des Bogens © Alfa Polaris S.L.

7 Ansicht und Draufsicht des Brückendecks © Alfa Polaris S.L.

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8 Regelquerschnitte © Alfa Polaris S.L.

6 Detail: Scheitelausbildung © Alfa Polaris S.L.

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9 Stahlbogen und Mauerwerk © Xavier Font

Wir verwarfen die erste Möglichkeit, da wir der Meinung waren, dass die Wiederaufnahme ihres eigentlichen Zwecks aus drei Gründen sehr wichtig ist: Zuallererst würden wir dadurch die Anbindung der Umgebung des Pont Trencat mit dem Stadtzentrum von Sant Celoni verbessern, denn bisher mussten Fußgänger, die den Fluss überqueren wollten, eine Straßenbrücke einige Meter flussaufwärts ansteuern, die schlecht beleuchtet und nur mit schmalen Fußwegen ausgestattet ist. Zweitens würden wir durch die Wiederherstellung der Funktion (lediglich für Fußgänger) einen privilegierten Aussichtspunkt in der Landschaft schaffen, deren Verschönerung ja ebenfalls eines unserer Ziele war. Das heißt, mit diesem neuen »Blickpunkt« konnten wir den Niedergang der Landschaft aufzeigen und ihre Sanierung anstoßen. Und drittens sind wir der Auffassung, dass man ein Bauwerk am besten vor dem Verfall schützt, indem man ihm einen Nutzen verleiht. Wenn etwas eine Funktion erhält, wird es wichtig, und jeder Schaden, jeder Verlust an Funktionsfähigkeit, muss dann in der Regel behoben werden. Anfangs beeinflusst durch die jüngsten Rekonstruktionen von Brücken, die im Spanischen Bürgerkrieg (1936–1939) zerstört worden waren, schlugen wir den Wiederaufbau des Pont Trencat mit dem Ziel vor, ihm seine alte Gestalt wiederzugeben. Doch unsere Situation unterschied sich in einem ganz wichtigen Punkt: Im Gegensatz zu jenen Wiederherstellungsmaßnahmen existierten in unserem Fall keine Angaben über die ursprüngliche Gestalt und Tragstruktur der Brücke. Das einzig verfügbare Abbild war ihre »kaputte« Form.

Einige fragten uns nun, ob wir nach der Wiedererrichtung ihren Namen ändern würden. Dieser letzte Aspekt scheint nicht sehr bedeutend zu sein, gleichwohl waren wir der Überzeugung, dass er unbedingt mit beachtet werden sollte. Denn die Brücke war beinahe zwei Jahrhunderte zerstört, und diese Zeitspanne ist ausreichend lang, um berücksichtigt zu werden. Außerdem ist das Projekt Teil der Brückengeschichte – als ein Eingriff, der in einer bestimmten Epoche mit ihren charakteristischen Materialien und Bautechniken stattfindet. Der Versuch, auf den Stein und dessen ihm eigene Techniken zurückzugreifen, würde späteren Generationen falsche Informationen vermitteln. Und dies würde den dokumentarischen Wert des Baudenkmals beeinträchtigen. Die Wahl einer unzeitgemäßen Bautechnik wäre also irreführend für die Wahrnehmung und das Studium der Brücke in der Zukunft. In unserem Fall dachten wir, der Ansatz, die Brücke in ihrer alten Gestalt wiederzuerrichten, dabei Baumaterialien und Bautechniken unserer Zeit zu verwenden und Informationen zu ihrem ursprünglichen Aussehen zu erfinden, wäre nicht minder ein Akt gegen ihren symbolischen und dokumentarischen Wert. Daher entschieden wir uns schließlich, den Ideen einiger berühmter Theoretiker der Restaurierung, wie des österreichischen Kunsthistorikers und Juristen Alois Riegl (1858–1905) und des italienischen Architekten Camillo Boito (1835–1914), folgend, die steinernen Überreste zu sichern und die Funktion der Brücke mit gegenwärtigen Baumaterialien und Bautechniken wiederherzustellen. Und Stahl ist neben Beton nun einmal der

charakteristischste Werkstoff für Tragstrukturen unserer Zeit. Wir schlugen deshalb vor, den fehlenden Abschnitt in einer Art nachzuzeichnen, die den Kontrast zwischen neuer Ergänzung und den baulichen Überresten widerspiegelt, wobei die von uns vermutete, frühere Gestalt der Brücke als Eindruck hervorgerufen wird, ohne dass der Versuch einer Nachahmung unternommen wird. Wir wollten, dass die neue Konstruktion mit der alten im Dialog steht, sie aber nicht dominiert. Aus diesem Grund entwarfen wir eine leichte Struktur, die sich vom alten Baukörper abhebt und zugleich dessen Silhouette betont, da er das Bild der Brücke am besten verkörpert. 5 Die Ausführung Der von uns schließlich errichtete Brückensteg besteht aus einem ZweifeldHohlkastenträger von 3 m Höhe und veränderlicher Breite (2,08 m unten bis 3,36 m oben), der sich auf insgesamt drei Auflagerpaare abstützt: zwei an den beiden Enden und eines am Scheitel eines Spitzbogens. Und dieser ruht wiederum auf zwei Stahlgelenkpaaren, eines von ihnen lagert auf dem Kämpfer des beginnenden »fehlenden« Bogens und das zweite auf einem neuen Fundament im Flussbett am anderen Ufer. Die Spannweite des Bogens beträgt 24 m, seine Breite variiert zwischen 3,40 m über den Fundamenten und 5,12 m am Bogenscheitel. Ähnliches gilt für die Dicke des Bogens, die 0,61 m am Kämpfer und 0,89 m an der Spitze misst. Um die alte Silhouette zu betonen, wurden darüber hinaus die Geländer des eigentlichen Stegs über die restliche Struktur so verlängert, dass dessen oberer Abschluss und die Laibung des Stahlbogens der von uns angenommenen früheren Brückenform folgen. So wird über die Gesamtgestalt des neuen Bauwerks versucht, das quasi fehlende Erscheinungsbild der ursprünglichen Flussquerung wachzurufen.

4 . 2012 | BRÜCKENBAU

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

10 Aufrichten und … © Xavier Font

6 Der Bauablauf Die Bauarbeiten begannen im Dezember 2000 und beinhalteten drei Phasen. Die erste umfasste die Absicherung der alten Überreste und das Einbringen der Fundamente für den neuen Bogen. In dieser Phase versuchten wir, eine nichtinterventionelle Haltung zu verfolgen:

11 Verschweißen der Bogenelemente © Xavier Font

Wir konsolidierten und reparierten, was unserer Ansicht nach in schlechtem Zustand war. Wir bemühten uns dabei, alles zu vermeiden, was das traditionelle Erscheinungsbild verändern konnte. Und wenn das nicht möglich war, hoben wir unseren Eingriff hervor, indem wir ein vollkommen anderes Baumaterial verwendeten.

In der zweiten Phase wurden die Auflager des Brückenstegs realisiert sowie das Stahltragwerk vorgefertigt und in fünf Teilen auf die Baustelle transportiert: zwei Bogen- und drei Stegelemente. Wir richteten zuerst die Bogenteile auf, die am Scheitel miteinander verschweißt wurden. Um den Brückensteg zu montieren, verschweißten wir zunächst zwei seiner Abschnitte und hoben ihn dann in zwei Teilen an seine endgültige Position, wo diese miteinander verschweißt wurden. In der dritten Phase wurden Belag, Brückenausrüstung und Beleuchtung aufgebracht bzw. installiert.

12 13 Einheben des Brückendecks © Xavier Font

BRÜCKENBAU | 4 . 2012

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

14 »Zerbrochene Brücke« nach Fertigstellung © Xavier Font

7 Ein letztes Wort Wir denken, dies ist eine originelle Verwendung von Stahl, die nicht aus ökonomischen oder statischen, sondern vor allem aus ästhetischen Gründen gewählt wurde, um den alten Granitstein mit einem modernen Material zu kombinieren. Die im September 2003 abgeschlossene Wiedererrichtung des Bauwerks führte dann auch zu einer Aufwertung der Umgebung, wir haben also nicht nur die Funktion der Brücke wiederhergestellt. Und dennoch bleibt sie in gewisser Weise der Pont Trencat, die »zerbrochene Brücke«.

Auftraggeber Stadtverwaltungen von Sant Celoni und Santa Maria de Palautordera mit dem Verein Associació Pont Romà 2000, Spanien Entwurf und Gesamtplanung Xavier Font, Alfa Polaris S.L., Sant Vicenc de Montalt, Spanien Landschaftsplanung Minuartia Estudis Ambientals S.L., Barcelona, Spanien Naturalea Conservacio S.L., Barcelona, Spanien Ausführung Sapic, Barcelona, Spanien Tamansa, Gavà, Spanien

Autor: Xavier Font Bauingenieur Geschäftsführer Alfa Polaris S.L, Sant Vicenc de Montalt, Spanien Aus dem Englischen von Anne Kuhn

15 Holzbohlen als Belag © Xavier Font

16 Beleuchtung des Gehwegs bei Nacht © Xavier Font

4 . 2012 | BRÜCKENBAU

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG Instandsetzung eines Spannbetonbauwerks aus den 1960er Jahren

Sanierung der Otto-Brenner-Brücke in Nürnberg von Bernhard Schäpertöns

»Bayerns Brücken brauchen Beistand«: So stand es in einer bayerischen Tageszeitung, und den leistet BPR – durch Bauwerksprüfung, Entwurf, Ausschreibung, Bauüberwachung und Ausführungsplanung. Als Beispiel sei hier die Otto-Brenner-Brücke in Nürnberg genannt, ein Spannbetonbauwerk aus den 1960er Jahren, das erhebliche Mängel aufwies und deshalb einer Instandsetzung bedurfte. Über die entsprechenden Maßnahmen zu ihrer Ertüchtigung wird nachfolgend berichtet.

2 Betonabplatzungen am Widerlager © BPR Dr. Schäpertöns & Partner

BRÜCKENBAU | 4 . 2012

1 Zentraler Verkehrsknotenpunkt im Westen der Stadt © BPR Dr. Schäpertöns & Partner

1 Festgestellter Zustand Die Otto-Brenner-Brücke in Nürnberg überquert den Frankenschnellweg im Zuge der Nopitschstraße. In den Jahren 1964–1965 in Spannbetonbauweise errichtet, handelt es sich bei ihr um eine Zweifeldbrücke mit Spannweiten von 2 x 16 m, einer Breite von ca. 50 m und zusätzlichen Rampenaufweitungen. Die Stahlbetonplatte ist längs- und quer vorgespannt.

Bei der Brückenprüfung durch den Servicebetrieb Öffentlicher Raum Nürnberg (SÖR) und den nachfolgenden gutachtlichen Untersuchungen wurden nun erhebliche Bauwerksmängel, wie unter anderem Betonschäden an Überbau und Widerlager mit Feuchtstellen und Betonabplatzungen, festgestellt. Weiterhin waren die Auflagerbänke einschließlich der Lager in einem sehr schlechten Zustand. Durch den jahrelangen Eintrag von salzhaltigem Wasser war der Chloridgehalt des Betons zudem so erhöht, dass eine starke Korrosionsgefährdung der Bewehrung vorlag. Besonders gefährdet waren dabei jene Bereiche, in denen neben dem Bewehrungsstahl auch die Spannglieder verlaufen. Darüber hinaus waren defekte Übergangskonstruktionen sowie Gesimsabplatzungen zu verzeichnen.

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

3 4 Bestandspläne: Überbau, Widerlager, Stützen © BPR Dr. Schäpertöns & Partner

4 . 2012 | BRÜCKENBAU

BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

2 Durchgeführte Maßnahmen Unter dem Titel »Groß-Instandsetzung« sah der Entwurf des Bauherrn die Erneuerung von Übergangskonstruktion, Kappen, Verkehrsinseln, Abdichtung und Fahrbahnbelag sowie die Betonsanierung an Widerlager und Überbau vor, wobei auch die Lager ausgetauscht werden sollten. Aus Gründen der Verkehrsführung wurde diese Maßnahme in mehreren Bauphasen abgewickelt. Bei allen Arbeiten am Stahlbeton, bei denen die überdeckte Bewehrung beschädigt werden konnte oder bei den Sanierungsarbeiten störte, war sie aufzuspüren und auf der Betonoberfläche anzuzeichnen, um ihre Beschädigung zu vermeiden. Die Bordsteinkante der Kappen und die der Verkehrsinseln waren außerdem nach den neuen Verkehrsführungsplänen zu realisieren.

5 Überbau als Draufsicht © BPR Dr. Schäpertöns & Partner

6 7 Kappenausbildung © BPR Dr. Schäpertöns & Partner

8 Übergangskonstruktion © BPR Dr. Schäpertöns & Partner

BRÜCKENBAU | 4 . 2012

Nach Abbruch der Randkappen, der Entfernung des Fahrbahnbelags und der Abdichtung wurde die Brückentafel gemäß ZTV-ING Teil 3 vorbereitet: Als Vorbereitungsverfahren war hier HDW-Strahlen vorgesehen. Schadhafter Beton auf der Brückentafel wurde von oben nach unten bis zu den »gesunden« Abschnitten abgetragen sowie angerostete Bewehrung umlaufend mindestens 2 cm freigelegt und nach DIN 55928 Teil 4 auf Reinheitsgrad SA 2 ½ entrostet. Die jetzt freiliegende Bewehrung wurde mit Zementleim mit Kunststoffzusatz beschichtet, die Betoninstandsetzung erfolgte mit PCC 1 nach ZTV-ING.

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9 Kammerwand © BPR Dr. Schäpertöns & Partner

Die vorhandenen Kammerwände einschließlich der Lagersockel wurden abgebrochen, und zwar ab 2 m unterhalb der Oberkante des Überbaus. Zur Errichtung der neuen Auflagerbänke und für den Ausbau der Lager wurden nun Stummelstützen angeordnet und der Überbau im Millimeterbereich angehoben. Anschließend erfolgten die Herstellung der neuen Auflagerbänke inklusive Entwässerung, das Versetzen der Lager und die Betonage der neuen Kammerwände. Danach konnte der Überbau wieder abgelassen werden. Am Fußpunkt der Widerlager wurde zudem eine ca. 2 m hohe Spritzbetonschale bis 10 cm Dicke mit zusätzlichem Oberflächenschutz aufgebracht, im Kappen- und Inselbereich kamen darüber hinaus neu bzw. nachträglich eingefügte Telleranker gemäß Richtzeichnung Kapitel 14 zur Ausführung.

10 Konstruktionsdetail © BPR Dr. Schäpertöns & Partner

3 Schlussbemerkungen Die Instandsetzungsarbeiten wurden im Mai 2011 abgeschlossen, zeitgleich erfolgte die Verkehrsfreigabe: Die OttoBrenner-Brücke als zentraler Verkehrsknotenpunkt im Westen der Stadt Nürnberg war wieder in vollem Umfang nutzbar. Die Gesamtkosten der hier realisierten Sanierungsmaßnahmen betrugen knapp vier Millionen Euro.

BPR hat für die ausführende Firma Rädlinger Ingenieurbau im Rahmen der technischen Bearbeitung die Standsicherheitsnachweise erbracht, die Ausführungsplanung sowie Bestandsunterlagen erstellt und die Bauwerksdaten mit dem Programm SIB-Bauwerke erfasst.

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BRÜCKENERTÜCHTIGUNG

11 Traggerüst zur Kappenerrichtung © BPR Dr. Schäpertöns & Partner

13 Anheben des Überbaus © BPR Dr. Schäpertöns & Partner

14 Erneuerung der Kammerwand © BPR Dr. Schäpertöns & Partner

15 Herstellung der Übergangskonstruktion © BPR Dr. Schäpertöns & Partner

16 Spritzbetonsanierung der Widerlager © BPR Dr. Schäpertöns & Partner

Otto Brenner war übrigens ein programmatischer Kopf der deutschen Gewerkschaften für rund zwei Jahrzehnte. Von ihm stammt ein denkwürdiges Zitat aus dem Jahre 1968, nachzulesen unter www.otto-brenner.de: »Nicht Ruhe, nicht

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12 Bewehrung der Gehbahnkappen © BPR Dr. Schäpertöns & Partner

Unterwürfigkeit gegenüber der Obrigkeit ist die erste Bürgerpflicht, sondern Kritik und ständige demokratische Wachsamkeit.«

Autor: Dr.-Ing. Bernhard Schäpertöns BPR Dr. Schäpertöns & Partner, München

Bauherr Stadt Nürnberg, vertreten durch den Servicebetrieb Öffentlicher Raum Technische Bearbeitung BPR Dr. Schäpertöns & Partner, München Ausführung Josef Rädlinger Ingenieurbau GmbH, Vilshofen Übergangskonstruktion Maurer Söhne GmbH & Co. KG, München

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SPECIAL Licht- und Raumkonzept für einen vernachlässigten Ort

Neuinszenierung einer Brücke in Aachen von Markus Ulrich

Unterführungen sind in aller Regel sehr unwirtliche Orte, die über keine »Verweilqualitäten« verfügen, weshalb man sie nur ungern durchfährt oder durchläuft. Wie sich ein solches (bestehendes) Verkehrsbauwerk neu inszenieren und damit in seinem Erscheinungsbild verbessern lässt, zeigt der nachfolgende Beitrag am Beispiel eines realisierten Licht- und Raumkonzepts, das von durchaus exemplarischem Charakter ist – für die Möglichkeit, bei vergleichsweise geringen Kosten einen ästhetischen Mehrwert zu schaffen, der auch in der Bevölkerung Anklang findet. 1 Ausgangssituation In unmittelbarer Nähe des Aachener Bahnhofs »Rothe Erde« befindet sich eine Eisenbahnbrücke, die den Straßenzug aus Trierer Straße und Adalbertsteinweg überspannt. Bis Mitte 2010 bot diese Unterführung ein vernachlässigtes Bild: Eine vermooste, schmutzige Prallschutzwand auf dem Mittelstreifen, wilde Werbeanlagen und Plakate sowie ihre »Nutzung« als Rückzugsort von Stadttauben sorgten hier für Unbehagen.

2 3 Früheres Erscheinungsbild des »Stadteingangs« © archigraphus

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1 Umgestalteter Verkehrsraum bei Dunkelheit © Astrid Webers/archigraphus

Herabfallender Taubenkot machte sie für Fußgänger daher nahezu unpassierbar. Eine stadträumliche Analyse deckte nun das große Potential des Ortes auf: Da die Brücke den Wechsel zwischen locker bebauten Außenbezirken und verdichteter Innenstadt markiert, wird sie als »Stadteingang« wahrgenommen, der das Zeug zum Identifikationsort für die Bewohner des angrenzenden Ostviertels und für ganz Aachen hat.

2 Entwurf und Realisierung Im Rahmen des Bund-Länder-Programms »Soziale Stadt« konnte ein Bündel von Maßnahmen zur räumlichen, funktionalen und damit auch »ästhetischen« Aufwertung des Ortes realisiert werden: Die Stadttauben wurden behutsam in ein Taubenhaus umgesiedelt und die Bauwerke diskret vernetzt. Der Prallschutz wurde zudem gereinigt, neu beschichtet und in eine 60 m lange, bepflanzte Verkehrsinsel eingebunden, die gleichzeitig als Querungshilfe der fünfspurigen Straße dient. Und schließlich wurden die neuen und alten Baukörper mit atmosphärischem Licht in Szene gesetzt. Ziel des gesamten Vorhabens war es, einen »Ort mit guter Aufenthaltsqualität« zu schaffen und dabei die besondere stadthistorische Bedeutung ebenjenes Kreuzungspunktes von Verkehrswegen zeichenhaft erlebbar zu machen: Die Eisenbahnbrücke geht auf den »Eisernen Rhein« zurück – die älteste grenzüberschreitende Bahnverbindung Europas.

SPECIAL

Übrigen auf den Ausdruck »gerodet« zurück, wobei das begriffliche Verwirrspiel zwischen »roth« (gerodet) und »rot« in der Tatsache begründet ist, dass in unmittelbarer Nähe wirklich rote Erde abgebaut wurde.

4 Hauptentwurfselemente © archigraphus

Ohne diese Streckenführung hätte sich Aachen kaum zur Großstadt entwickelt, denn der so geschaffene, hohe Erschließungsgrad begünstigte die Ansiedlung bedeutender Industriebetriebe und infolgedessen ein schwunghaftes

Stadtwachstum. Die axiale Ausrichtung des Straßenzuges beruht wiederum auf einem Erlass Napoleons, der sie 1804 als »kaiserliches Dekret« festgelegt hatte. Die Ortsnamen von »Rothe Erde« und vielen benachbarten Fluren gehen im

6 Farbwahl: Grün und Rot © Astrid Webers/archigraphus

Durch die Wahl von Material-, Farb- und Lichteigenschaften »veranschaulicht« das im April 2011 umgesetzte Raumkonzept anekdotisch-stadtgeschichtliche Bezüge: Die Hochbeete wurden mit »rother« Erde (Ziegelsplitt) gefüllt und sparsam bepflanzt sowie mit spontanen Wildkräutern als Ergänzung versehen. Eingefasst sind die Hochbeete von rostigen CortenStahlplatten – eine Referenz an die ehemals hier ansässige Stahlindustrie. Die napoleonische Straßenachse ist darüber hinaus als leuchtende Strichlinie im Hochbeet markiert, während ein umlaufendes rotes LED-Band die rotbeschichtete Betonwand »zum Glühen« bringt und ein grünes Lichtband in der Brückenkonstruktion den »Eisernen Rhein« nachzeichnet. Außerdem wurden die hinzugefügten Stahlelemente mit einer roten, graphisch verfremdeten Baumrindenstruktur bedruckt.

5 Hochbeete aus Stahlplatten © archigraphus

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SPECIAL

7 8 Realisierte Maßnahmen im Grundriss © archigraphus

Als Ausklang des Maßnahmenbündels erfolgt die Neuordnung der Werbung und Plakate. Die Verhandlungen mit den verschiedenen Eigentümern der diversen Werbeflächen stehen kurz vor dem Abschluss. Der neuinterpretierte Ort wird von den Bewohnern sehr gut angenommen. Bis heute gibt es keinerlei Graffiti auf der roten Betonwand, die des Nachts ein beliebtes Fotomotiv ist. Autor: Markus Ulrich archigraphus, Aachen

Bauherr Stadt Aachen, Fachbereich 61 Stadtentwicklung und Verkehrsanlagen Konzept, Ausführungsplanung und Bauüberwachung archigraphus, architektur und raumkonzepte, Aachen Technische Umsetzung der Beleuchtung STAWAG Stadtwerke Aachen AG

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9 Lichtbänder zur Akzentuierung © Astrid Webers/archigraphus

BRÜCKENBAU

Construction & Engineering

ISSN 1867-643X

... ist die jüngste Baufachzeitschrift der VERLAGSGRUPPE WIEDERSPAHN. Das gesamte Spektrum des Brückenbaus thematisierend, erscheint sie seit 2009 viermal pro Jahr. Lassen Sie sich überraschen von dieser qualitätvollen Publikation, die einzigartig ist – und die bisher noch bestehende Lücke im deutschsprachigen Fachzeitschriftenangebot schließen wird. Weitere geplante Heftthemen sind zum Beispiel Autobahnbrücken und Geh- und Radwegbrücken.

Ja, ich nehme das Angebot an und bestelle ein Probeabonnement: drei Ausgaben der Zeitschrift BRÜCKENBAU zum Preis von e 42,00 inkl. Porto und MwSt. Firma/Büro Name/Vorname Straße/Hausnummer Postleitzahl/Stadt E-Mail/Telefon Datum Unterschrift

Zögern Sie also nicht und bestellen Sie ein Probeabonnement zum Einführungspreis.

Wenn Sie den BRÜCKENBAU nach Ablauf des Probeabonnements nicht weiterbeziehen möchten, genügt eine formlose schriftliche Mitteilung an den Verlag innerhalb von 14 Tagen nach Erhalt der letzten Ausgabe. Andernfalls erhalten Sie diese Zeitschrift weiter zum günstigen Abonnementpreis bis auf Widerruf. Bezugsbedingungen und Abonnementpreis sind verbindlich im Impressum jeder Ausgabe aufgeführt.

VERLAGSGRUPPE W I E D E R Smit MixedMedia P A Konzepts HN Biebricher Allee 11 b 65187 Wiesbaden Tel.: 0611/98 12 920 Fax: 0611/80 12 52 kontakt@verlagsgruppewiederspahn.de www.verlagsgruppewiederspahn.de www.mixedmedia-konzepts.de

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V erlegers R eise Eindrücke einer Reise

Ins Land der Franken fahren! von Elisabeth Wiederspahn

Was kann es Schöneres geben, als zu einem Kurztrip nach Franken aufzubrechen? Der nachfolgende Reisebericht soll verdeutlichen, warum sich eine solche Fahrt lohnt und was sie alles zu entdecken ermöglicht – auf und neben der Autobahn, in kleineren Städten und historischen Ortschaften.

… und rechts der Autobahn © Josef Rädlinger Bauunternehmen GmbH

Auf der Autobahn … Wir fahren über die A 3 in Richtung Würzburg und freuen uns über die terrassenförmig angeordneten roten Sandsteinformationen links und rechts der Autobahn. Sie laden förmlich dazu ein, auf den hier geschaffenen Wanderwegen eine Pause einzulegen, um sich die Füße zu vertreten. Im Wald, hoch über der Autobahn, gönnt man sich gern die Zeit zum Verschnaufen.

Fassade in Bad Windsheim © Marianne Hörndler

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Rote Sandsteinformationen links … © Josef Rädlinger Bauunternehmen GmbH

Von oben werfen wir einen Blick auf die neuen Parkplätze für die zahlreichen Lkws, die auf der jetzt sechsspurigen Autobahn unermüdlich unterwegs sind. Ein herzliches Dankeschön sagen wir allen Planern und Bauausführenden: Schnell und zügig ging dieser Ausbau vonstatten. Problemlos erreichen wir nun das Land der Franken, auf das wir uns immer wieder freuen. Rast in Bad Windsheim Kurz vor Würzburg verlassen wir die A 3 und wechseln auf die A 7 gen Feuchtwangen. Felder, Wälder und Wiesen ziehen an uns vorbei, eine herrliche Landschaft bekommen wir zu Gesicht. Bad Windsheim ist unsere erste Station. Für unser Auto finden wir ein schattiges Plätzchen. Einem gemütlichen Bummel durch die historische Altstadt steht nun nichts mehr im Wege. Viele kleine inhabergeführte Geschäfte laden zum Verweilen, Stöbern und Einkaufen ein. Dieser Einladung folgen wir gerne. Anschließend haben wir uns eine erholsame Kaffeepause im Schatten einer alten Kirche redlich verdient. Kulinarisches in Windelsbach Unsere nächste Station ist der kleine und malerische Ort Windelsbach, der ca. 10 km von Rothenburg ob der Tauber entfernt liegt. Wir stärken uns in einem Restaurant, das weit über die Grenzen der Region hinaus große Bekanntheit genießt. Es bietet fränkische Küche auf hohem Niveau. Alle Zutaten kommen aus dem Frankenland, dafür bürgt die Mitgliedschaft im »Regionalbüffet«, einer Interessengemeinschaft aus bäuerlichen

Direktvermarktern und Gastronomieund Handwerksbetrieben Westmittelfrankens. Auf der reichhaltigen Karte gibt es beispielsweise Lamm von der Frankenhöhe und Karpfen aus den Aischgründer Gewässern. Die Weinkarte offeriert herrliche fränkische Weine. Die Raritätenkammer nehmen wir ebenfalls in Augenschein, sie hält besonders edle Tropfen bereit. Nur zu gern würden wir unseren Aufenthalt ausdehnen und auch im neu restaurierten Hotel nächtigen. Ruhe, Stille und frische Luft wären uns sicher. Doch es stehen noch weitere Orte auf unserem Programm. Aber vielleicht nehmen Sie sich hierfür Zeit? Sie werden bestimmt nicht enttäuscht.

Eingang und Innenhof von Schloss Schillingsfürst © Marianne Hörndler

V erlegers R eise

Impressionen aus Feuchtwangen: Fachwerkhaus, Kreuzgang und Marktplatz mit Storchennest © Marianne Hörndler Impressionen aus Feuchtwangen: Fachwerkhaus, Kreuzgang und Marktplatz mit Storchennest Weiter nach Feuchtwangen © Marianne Hörndler

Nun fahren wir über Schillingsfürst und Wörnitz nach Feuchtwangen. Schillingsfürst ist uns gut bekannt, schon oft waren Diewir mittelalterliche Stadtsind Feuchtwangen, dort: Sehenswert das prächtige dieSchloss wunderbar erhalten ist, zieht vor der Grafen und Fürsten zuallem Hohenim Sommer zahlreiche Touristen an. Wir lohe-Schillingsfürst, das zu den glanzvollsten Barockanlagen Süddeutschlands sitzen im romanischen Kreuzgang des gehört, und der Bayerische Jagdfalkenehemaligen Benediktinerklosters und hof. die Festspielbesucher an uns lassen Die mittelalterliche Stadt Feuchtwangen, vorbeiflanieren; seit 1949 finden vor den die wunderbar erhaltenKreuzgangs ist, zieht vor Arkaden des romanischen allem im Sommer zahlreiche Touristen an. die Kreuzgangspiele statt. Wir sitzen im romanischen Kreuzgang Gemächlich tuckern wir über Landstraßen, des ehemaligen Benediktinerklosters umund unser letztes an diesem Tag zu lassen dieZiel Festspielbesucher an uns erreichen, das aus dem 13. Jahrhundert vorbeiflanieren; seit 1949 finden vor den stammende Schloss Breitenlohe. Die Arkaden des romanischen Kreuzgangs heutigen Schlossbesitzer sind Bodo und die Kreuzgangspiele statt. Gemächlich wirinüber LandGisela Friedrich,kutschieren sie haben es liebevoller straßen, unserJahren letztesrestauriert Ziel an diesem Arbeit in denum letzten zu erreichen, das ausgerettet. dem 13. JahrundTag damit für die Nachwelt hundert stammende Schloss Breitenlohe. Und: Es ist Element des vor kurzem Die heutigen Schlossbesitzer sind Bodo gegründeten Kulturwegs »Burghaslach«. und Gisela Friedrich, sie haben es in Feriengäste können in den wunderschönen liebevoller Arbeit in den letzten Jahren Wohnungen im stilvollen Ambiente der

restauriert und damit für die Nachwelt gerettet. Und: Es ist Element des vor kurzem gegründeten Kulturwegs historischen Schlossanlage Alltagin »Burghaslach«. Feriengästevom können abschalten und erholsame Tage genießen. den wunderschönen Wohnungen im Ziemlich erschöpft, aber blicken stilvollen Ambiente derzufrieden historischen wir auf einen erlebnisreichen Tag zurück. Schlossanlage vom Alltag abschalten und erholsame Tage genießen.

Ziemlich erschöpft, aber zufrieden blicken wir auf einen erlebnisreichen Tag zurück. Morgen steht die LandesMorgen steht in dieBamberg Landesgartenschau gartenschau auf unserem in Bamberg auf unserem Programm. An Programm. diesem Ausflug werden wir sie ebenfalls Autorin: teilhaben lassen. Doch davon erzählen Elisabeth Wiederspahn Wiesbaden wir im nächsten Heft. Elisabeth Wiederspahn

Schloss Breitenlohe Schloss Breitenlohe © Friedrich © Bodo Bodo Friedrich

Gasthof Linden & Wildkräuterhotel Linden 25 91635 Windelsbach 0 98 61.9 43 30 info@gasthof-linden.de www.gasthof-linden.de

[Umrisse]

4 . 2012 | BRÜCKENBAU

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Brückenbau Construction & Engineering

Stahlbau Nachrichten

2 • 2012 bauforumstahl Der besondere Stahlbau Bauen mit Stahl Special: Tore + Türen CAD im Stahlbau Projekte und Produkte Aus Wirtschaft und Verbänden »wer macht was«

[Umrisse] Zeitschrift für Baukultur

Veranstaltungen

GSV-Informationen Aus Bund und Ländern Unternehmensnachrichten Projekte und Produkte

Heft 1/2 • 2012

und jetzt neu

VERKEHR + UMWELT GSV-Magazin für umweltgerechte Straßen- und Verkehrsplanung

Verkehr + Umwelt

BRÜCKENBAU | 4 . 2012

VERLAGSGRUPPE W I E D E R Smit MixedMedia P A Konzepts HN

ADVERTORIAL Neues Abdichtungssystem von StoCretec

Schutz für Brücken aus Stahlbeton

Der kontinuierlich steigende Schwerlastverkehr macht Brücken zunehmend schadenanfälliger, Tausalze nagen am Bewehrungsstahl. Um nun Bauwerke aus Stahlbeton vor diesen Belastungen dauerhaft zu schützen, hat StoCretec ein neues, geprüftes Abdichtungssystem entwickelt: StoPox BV 100, StoMonoflexbahn 100. Mit dem StoCretec-Brückenabdichtungssystem für Neubau und Sanierung steht jetzt ein alterungsbeständiges System aus Dichtungsschicht und Grundierung unter dem Fahrbahnbelag zur Verfügung. Insbesondere die Instandsetzung von Fahrbahnen stellt wegen der kurzen Sperrzeiten und ungünstigen Witterungsbedingungen hohe Anforderungen an den Verarbeiter und die Produkte.

Grundierung mit Thermoindikator beim Einbau © StoCretec GmbH

Lösungen zur Instandsetzung bewehrter Bauwerke © StoCretec GmbH

Bei der Entwicklung der Grundierung StoPox BV 100 wurde deshalb größter Wert auf die Verarbeitungssicherheit gelegt: Sie zeichnet sich durch eine schnelle Erhärtung, kurze Überarbeitungsintervalle und gute Frühwasserbeständigkeit aus, auch auf jungem Beton. Beim Einbau der Schweißbahn und der Verlegung des Gussasphaltes weicht die innovative Epoxidharzformulierung den dabei auftretenden Tempera-

turspannungen aus. Ein weiteres Plus ist, dass sich während der Verlegung die korrekte Brennerführung optisch mit Hilfe eines innovativen Thermoindikators kontrollieren lässt, denn StoPox BV 100 verändert seinen Farbton – und die gelblasierende Grundierung wird bei richtiger Einbautemperatur rot. Neben dem Einsatz als Grundierung kann StoPox BV 100 auch zur Versiegelung und Kratzspachtelung verwendet werden.

Die einlagige Elastomerbitumen-Abdichtung Sto Monoflexbahn 100 mit hochliegender Polyestervlies-Einlage dichtet den Beton unter dem Gussasphaltbelag ab. Ihre niedrige Schmelztemperatur führt zu einem günstigen Schmelzfluss, was die Verarbeitung erleichtert und den Gasverbrauch senkt. Durch das verbesserte Kaltbiegeverhalten ist die Bahn zudem besonders langlebig. »Unter dem Strich ergibt dies ein wirtschaftliches, schnell verarbeitetes System mit optimalem Schutz für Brücken vor witterungsund nutzungsbedingten Schäden«, so StoCretec-Produktmanager Hagen Lehmann. Wie Beton zu schützen ist und Betonbauwerke instand zu setzen sind, zeigt StoCretec darüber hinaus auf der neuen Fachmesse Econstra in Freiburg: In Halle 4, Stand 4.1.21 werden unter anderem M3-Mörtel, Betonschutzsysteme und Lösungen für die Verstärkung oder Wiederherstellung der Standsicherheit, wie beispielsweise mit CFK-Lamellen, präsentiert. www.stocretec.de

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PRODUKTE UND PROJEKTE Erfolgreicher Umbau durch Eurovia

Autobahndreieck Braunschweig-Südwest Nach einer mehr als dreijährigen Ausführungszeit unter maßgeblicher Beteiligung der Eurovia GmbH ist der Umbau des Autobahndreiecks Braunschweig-Südwest erfolgreich abgeschlossen worden: Bei Gesamtkosten von 110 Millionen Euro die Errichtung von 14 Brücken, 12 km Straße und 6 km Lärmschutzwände umfassend, wurde das überregional wichtige Dreieck im Zuge der Bundesautobahnen A 39 und A 391 Ende August offiziell für den Verkehr freigegeben. Eurovia hatte hier den Auftrag zum Umund Neubau von elf Brückenbauwerken erhalten. Dabei wurden 150.000 m³ Boden bewegt, 40.000 m³ Beton verarbeitet, 3.200 m² Lärmschutzwände und 18.500 m² Brückenfläche realisiert. Die wohl größte Herausforderung erfüllten die Ingenieure mit dem Bau und Verschub eines 212 m langen und 8.000 t schweren Teilstücks der Okerbrücke, das zunächst in provisorischer Lage neben der Strecke

montiert und dann nach Abbruch der bisherigen Querung an seine endgültige Position verschoben werden musste, und zwar ohne Beeinträchtigung des Verkehrs. Das Autobahndreieck BraunschweigSüdwest ist die zentrale Verkehrsdrehscheibe für den Wirtschaftsraum Salzgitter–Braunschweig–Wolfsburg. Die A 39, die dort mit der A 391 kreuzt, gilt als wichtige Eckverbindung zwischen der A 2 und der A 7 und entlastet diese beiden Hauptachsen an neuralgischen Punkten. Vor dem Umbau waren Staus, Lärm- und Abgasemissionen an der Tagesordnung, da das Dreieck bei einer Frequentierung von 106.000 Kfz/d an seine Grenzen gestoßen war. Jetzt kann der Verkehr nun deutlich flüssiger laufen, zudem erhöhen die neuen Schallschutzeinrichtungen die Lebensqualität in den umliegenden Orten. www.eurovia.de

Verkehrsdrehscheibe nach Fertigstellung © Eurovia GmbH

Ingenieurbauliche Herausforderung für Eurovia

Querverschub der (neuen) Okerbrücke Eine ingenieurbauliche Herausforderung vermochte die Eurovia GmbH am Autobahndreieck Braunschweig-Südwest erfolgreich zu meistern. Mitarbeiter der Niederlassung Ingenieurbau haben im Frühjahr den nördlichen Teil der Okerbrücke mit Spezialtechnik an seine endgültige Position verschoben. Das 212 m lange Bauwerk mit einem Gewicht von 8.000 t war in provisorischer Lage neben der Autobahn errichtet worden, da zunächst die bisherige Brücke abgebrochen werden musste. In einer aufwendigen Prozedur bewegten die Fachleute das Brückenteilstück über eine Distanz von insgesamt 22,10 m. Dazu wurde es mit 38 Pressen angehoben und hydraulisch über sechs Teflonbahnen quer verschoben – mit einer Geschwindigkeit von 2 m/h, während der Verkehr ungehindert über die Südhälfte der neuen Okerbrücke floss. Danach waren

noch »Restarbeiten« an Tragstruktur und im Fahrbahnbereich, bis das Bauwerk dem Verkehr übergeben werden konnte. Die anschließende Inbetriebnahme dieser neuen Brücke bedeutete einen letzten

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Bauwerk (noch) in provisorischer Lage © Euroluftbild Robert Grahn/Eurovia GmbH

Meilenstein im Zuge der endgültigen Fertigstellung des Autobahndreiecks Braunschweig-Südwest. www.eurovia.de

PRODUKTE UND PROJEKTE »Fahrradkreisel« von ipv Delft

Hovenring in Eindhoven Die im Sommer eröffnete, stählerne Brücke, wie ein fliegender Ring über der Kreuzung von Heerbaan und Meerenakkerweg schwebend, markiert mit ihrem beeindruckenden Pylon den Zugang nach Eindhoven, Veldhoven und dem neuen Stadtteil Meerhoven. Sie ersetzt einen ebenerdigen Kreisverkehr, der den heutigen Anforderungen nicht mehr genügte und daher einer neuen Lösung weichen musste. Die sogenannte Hovenring besteht aus einem 70 m hohen Pylon, 24 Seilen und einem ringförmigen Brückendeck von insgesamt 72 m Durchmesser, das an seiner Innenseite balastiert ist. Die M-förmigen Stützpunkte an den vier Zugangsbrücken dienen dem gleichen Ziel, indem sie (ebenfalls) dafür sorgen, dass die Gesamtstruktur in Balance bleibt. Dämpfer an den Seilen und eine Seilbefestigung mittels konischen Anschlusses, der sich größtenteils innerhalb des Pylones befindet, sowie zwei »zigarrenartige« Druckstäbe mit zwei Zugstangen, die an den Außenseiten einen M-förmigen Stützpunkt bilden,

Brückenbauwerk in Ringform © ipv Delft

komplettieren letztlich das von ipv Delft entworfene Bauwerk. Passend zur Identität von Eindhoven als Lichtstadt haben die Designer von ipv Delft auch das Beleuchtungskonzept für den Hovenring entwickelt, um ein gestalterisch einheitliches Erscheinungsbild zu gewährleisten. Und so wurden im Raum zwischen Ballastring und Brückendeck Aluminiumlamellen, transluzente Kunststoffplatten und TL-Beleuchtung angeordnet, wodurch auch bei Dunkelheit ein »Lichtring« sichtbar bleibt.

Seilanschluss am Pylon © ipv Delft

www.ipvdelft.nl

EUROVIA Beton GmbH Niederlassung Ingenieurbau Gewerbegebiet West 7 39646 Oebisfelde Tel. +49 39002 828-0 Fax +49 39002 828-11 ingenieurbau@eurovia.de Unsere Kernkompetenzen im Brückenund Ingenieurbau: komplette Autobahn-, Straßen- und Bahnbrücken aus Stahl und Spannbeton Realisierung von Kläranlagen, Wasserbauprojekten und Tunneln in oﬀener Bauweise Brückenbauwerke im Rahmen von PPP-Projekten

Brückenverschub am Autobahndreieck Braunschweig-Südwest

4 . 2012 | BRÜCKENBAU

PRODUKTE UND PROJEKTE Wirtschaftliche Alternative vom Stahlwerk Annahütte

Stabspannstähle für Brückenneubau und -sanierung Während Systeme auf Basis von Litzenspanngliedern für das Vorspannen langer Bauteile derzeit die wirtschaftlichste Lösung darstellen, kommen sie bei kurzen Spanngliedlängen aufgrund des relativ großen Verankerungsschlupfes an ihre technischen und wirtschaftlichen Grenzen. Warmgewalzte Gewindespannstäbe der Güte SAS 950/1050 (WR 18–WR 47) mit ihrem baustellengerechten Grobgewinde sind daher für Spanngliedlängen von 3–18 m eine hervorragende Alternative und haben sich in über 40 Jahren für Anwendungen in der Vorspanntechnik, aber auch in der Geotechnik nicht zuletzt durch die freie Nachspann- bzw. Ablassbarkeit bewährt. Das Grobgewinde hat durch den Einsatz von passenden Verankerungsmuttern im Vergleich zu Verankerungen mit Litzenkeilen einen deutlich geringeren Verankerungsschlupf. Damit geht für kürzere Spanngliedlängen weniger Vorspannkraft während des Spannvorgangs unter den nach Eurocode 2 geregelten Spannkräften verloren. Eine ökonomische Ausnutzung des Systems ist somit, anders als bei kurzen Spanngliedern auf Litzenbasis, gegeben. Für Spanngliedlängen im Bereich von 1–3 m konnte der Verankerungschlupf von Grobgewindespannstählen zudem durch ein mehrfaches Anfahren der Spannkraft, verbunden mit einem Nachratschen der Verankerungsmutter, erheblich reduziert werden.

Um nun diese zusätzlichen Arbeitsschritte zu vermeiden und auch für sehr kurze Spanngliedlängen eine wirtschaftliche Alternative zu bieten, hat das Stahlwerk Annahütte (SAH) eine komplette Spanngliedreihe von glatten Spannstählen SAS 950/1050 (WS 26–WS 47) mit einem nach dem Walzen kalt aufgerollten Feingewinde entwickelt. Der Verankerungsschlupf ließ sich derart im Vergleich zu Spannstählen mit Grobgewinde um weitere 60 % verringern. Durch die Beibehaltung von Stahlgüte und Durchmesser gegenüber Spannstählen mit im Walzprozess aufgebrachtem Grobgewinde ist es dem Brückenplaner somit möglich, ohne Änderung auf die von ihm gewünschte Lösung zurückzugreifen. Alle SAS 950/1050 WS Glattspannstähle entsprechen der prEN10138-4. Die bestehende Europäische Technische Zulassung für das SAS-Stabspannverfahren ETA-05/122 regelt derzeit bereits die Anwendung von Glattspannstählen WS 32 und WS 36 als verbundloses und externes Spannglied bzw. Spannglied mit nachträglichem Verbund; die Erweiterung um die neuen Glattspannstahldurchmesser WS 40–WS 47 wird in Kürze erfolgen. Die heute gängige Verstärkung von bestehenden Brückenkonstruktionen zur Aufnahme der erhöhten Verkehrslasten sieht im Allgemeinen die Anordnung externer Spannglieder vor, die zumeist in nachträglich an den Brückenquerschnitt

SAS-Stabspannstähle mit Grob- (WR) und Feingewinde (WS) © Stahlwerk Annahütte Max Aicher GmbH & Co. KG

Beispiel: Zusammenspannen eines Vorbauschnabels © Stahlwerk Annahütte Max Aicher GmbH & Co. KG

angebrachten Beton- oder Stahlkonsolen verankert und dann zur Aktivierung der Reibung zusätzlich gegen den vorhandenen Querschnitt vorgespannt werden. WS-Stäbe sind aufgrund der kurzen Spanngliedlänge besonders für solche Fälle zu empfehlen, durch die jetzt verfügbaren Durchmesser WS 40 und WS 47 ist ferner eine Optimierung des Platzbedarfes in der Konsole realisierbar. Und im Bereich temporärer Konstruktionen finden Spannglieder aus kurzen WS-Spannstählen nicht zuletzt für das Vorspannen von Stahlstrukturen an existierende Betonbauwerke Verwendung, wie zum Beispiel bei Vorschubschnäbeln. www.annahuette.com

Verbleibende Vorspannkraft nach Abzug des Verankerungsschlupfs © Stahlwerk Annahütte Max Aicher GmbH & Co. KG

BRÜCKENBAU | 4 . 2012

PRODUKTE UND PROJEKTE Bewährte Absturzsicherung von Carl Stahl

Skylink am Flughafen Frankfurt In Zusammenarbeit mit Stahlbau Pichler war die Carl Stahl GmbH mit Herstellung, Lieferung und Montage der Absturzsicherung aus Edelstahlseilnetzen und Edelstahlseilen an der Standseilbahn, dem sogenannten Skylink zwischen The Square und dem neuen Parkhaus am Flughafen in Frankfurt am Main baubeteiligt: Es wurden hier ca. 800 m² X-Tend Edelstahlseilnetz mit einer Maschenweite 60 mm und Seildurchmessern von 1,50 mm angeordnet, kombiniert mit I-Sys Edelstahl-Randseilen im Durchmesser 10 mm, als durchgehende Netzfüllung entlang dem geschwungenen Verlauf des Skylinks. Für solche Anwendungen von X-Tend wurden Vibrationsanalysen durchgeführt, um die konstruktiven und akustischen Eigenschaften des Seilnetzes zu prüfen – mit dem Resultat, dass es sich ohne Gefahr von Frequenz- oder Geräusch-

entwicklung über große oder in weitgespannten Feldern auch für dreidimensional gekrümmte Strukturen einsetzen lässt. X-Tend Edelstahlseilnetz zeichnet sich insbesondere durch – Transparenz, – Sicherheit gegen Absturz, – bauaufsichtliche Zulassung und – quasi endlos durchlaufende Netze ohne Nahtstellen aus und ist zudem – langlebig und wartungsarm, – flexibel die Brückenvibrationen »schluckend«, – flexibel der geschwungenen Form der Brücke folgend, – geeignet für 3-D-Anwendungen und unregelmäßige Geometrien. www.carlstahl.de www.carlstahl-architektur.de

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PRODUKTE UND PROJEKTE Weltweite Patentierung durch Maurer Söhne

Gleitlager in neuen Leistungsbereichen MSM® oder Maurer Sliding Material revolutionierte 2003 den Gleitlagerbau mit seiner bis zu 40-fach erhöhten Lebensdauer gegenüber dem bis dato üblichen PTFE: Es lag auf der Hand, dass diese Leistungsfähigkeit irgendwann Begehrlichkeiten wecken würde, weshalb Maurer Söhne München seine Erfindung in 27 Ländern weltweit schützen ließ. Neun Jahre dauerte der bürokratische Patentrechtsmarathon. Das entspricht laut Dr. Christian Braun, Geschäftsführer im Bereich Bauwerkschutzsysteme bei Maurer Söhne, einer Gesamtinvestition von über 230.000 €: »Aber wenn wir unseren Werkstoff nicht gegen den Wettbewerb schützen, verlieren wir unsere jahrelange Entwicklungsarbeit und die Entwicklungskosten.« Letzte Bastion in der MSM®-Patentoffensive blieb bis vor kurzem Japan. Die verzögerte Erteilung aus Fernost war verursacht durch formale Bedenken und förderte die schlussendlich nutzlosen Aktivitäten eines europäischen Mitbewerbers in einem umfangreichen Patentstreit. Letztlich vermochte aber auch diese Tatsache nicht zu verhindern, dass der erfolgreiche Gleitwerkstoff nun in 27 Ländern und damit auf allen relevanten Märkten patentrechtlich geschützt ist.

Im Vergleich zum herkömmlichen Teflon (PTFE) hält MSM® mindestens doppelte Pressungen aus, fünffache Gleitwegsummen und eine 7,50-fache Verschiebegeschwindigkeit – und das alles bei einem deutlich erweiterten Temperaturbereich von -50 bis + 70 °C. »Damit stieß MSM® in neue Leistungsbereiche vor«,

so Dr. Christian Braun. Aufgrund der Leistungsdaten können seit der Erfindung von MSM® Gleitlager sogar deutlich kleiner dimensioniert werden, was Kostenvorteile bringt und schlankere Konstruktionen erlaubt. www.maurer-soehne.de

Erweiterung der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung

Dauerhaftigkeit dank feuerverzinkter Betonstähle Feuerverzinkter Betonstahl macht vor allem dort Sinn, wo Beton hohen und zusätzlichen Korrosionsbelastungen ausgesetzt ist bzw. die Korrosion des Bewehrungsstahls sicher vermieden werden muss. Sein Einsatz empfiehlt sich also insbesondere für Bauten im Meerwasserbereich und bei zu erwartender Streu- und Tausalzbeanspruchung, wie zum Beispiel bei Stahlbetonbrücken oder Parkhäusern und Tiefgaragen. Mit der Aktualisierung der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung für feuerverzinkte Betonstähle wurde deren Einsatz nun deutlich vereinfacht:

Feuerverzinkte Betonstähle dürfen wie unverzinkte Betonstähle zur Bewehrung von Stahlbeton nach DIN 1045-1:2008-8 verwendet werden. Es können somit nahezu alle in Deutschland zugelassenen Bewehrungsstähle eine Verzinkung erhalten und in Verbindung mit allen Normalzementen nach DIN EN 197-1 zur Ausführung kommen. Im Einzelnen handelt es sich dabei um Betonstähle nach DIN 488: Betonstabstahl nach DIN 488-2:2009-08, Betonstahl in Ringen und Bewehrungsdraht nach DIN 488-3:2009-08 und Betonstahlmatten nach DIN 488-4:2009-08. www.feuerverzinken.com

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PRODUKTE UND PROJEKTE Elemente in Wunschfarben vom Paschal-Werk

Systemschalung im Corporate Design Bisher war es üblich, dass Betonschalungen in den Farben des jeweiligen Herstellers lieferbar sind: »anbieterbezogen« und meist unauffällig, den stählernen Rahmen vor Rost schützend, und aufgrund ihrer Einsatzbedingungen möglichst schlag- und kratzfest sowie witterungsbeständig. Auf Großbaustellen kommen jedoch nicht selten einige Hundert Quadratmeter Betonschalung zur Anwendung, was sie zu einem Aushängeschild mit weitreichender optischer Ausstrahlung macht. Sie in den eigenen Firmenfarben zu halten, verstärkt somit ganz erheblich den Marketingeffekt wie ihre Werbewirksamkeit.

Sämtliche Schalelemente, die im PaschalStammwerk in Steinach produziert werden, durchlaufen mehrere Tauch-, Trocknungs- und Nachbearbeitungsvorgänge und verfügen dann in der Regel über eine orange Oberfläche. Das muss aber nicht so sein, denn inzwischen lassen sie sich in den gewünschten Firmenfarben ordern – und damit in fast allen matten, glänzenden und MetallicTönen nach RAL-Palette. Bauunternehmen, die Wert auf ihr Corporate Design legen, eröffnen sich auf die Weise vielfältige Alternativen, um Aufmerksamkeit zu wecken, das eigene Leistungsspektrum zu veranschaulichen oder einfach um besondere Akzente im Erscheinungsbild zu formulieren. www.paschal.de

Neue Auslegerleuchte von Hess

Licht für Brücken und Straßen Die neue Auslegerleuchte von Hess verleiht Brücken und Straßen auf höchst ästhetische Weise einen gestalterischen Mehrwert, denn durch die elegant gewölbte Linienführung von Ausleger und »Lichtkopf« scheint es, als schwebe Tensso über dem Verkehrsraum. Von Jean-Marc Schneider entworfen, ist sie überdies eine der ersten Leuchten im Markt, die den Einsatz moderner LED-Technologie in großen und breiten Straßen ermöglicht: dank der leistungsfähigen Levo-Modultechnik von Hess, die eine normgerechte Ausleuchtung aller Fahrspuren gewährleistet. Abhängig von den Anforderungen kommen dazu

2–5 Levo-Module à 23 W zur Installation, wobei die Lichtpunkthöhe 6 m bzw. 8 m beträgt. Das perfekt abgestimmte Zusammenspiel von LEDs und Levo-Optik sorgt außerdem dafür, dass die Autofahrer von Blendung verschont bleiben. Die Betreiber wiederum profitieren von den im Vergleich zu konventionellen Leuchtmitteln bis um

den Faktor sechs verlängerten Wartungsintervallen und von der Ausstattung mit einer elektronischen Nachtabsenkung in verschiedenen Reduktionsstufen. Und: Durch den modularen Aufbau von Levo ist ein Austausch der LEDs zu jedem Zeitpunkt realisierbar. www.hess.eu

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S O F T WA R E U N D I T Überzeugendes Gesamtkonzept von Graitec

Planung mit fotorealistischer Ansicht »Advance Bridge« von Graitec ist ein hochmodernes Hilfsmittel zur Erstellung von Statiken ein- oder mehrfeldriger Brückenbauwerke. Das heißt, diese Software bietet sich für die Berechnung von Straßen-, Fuß- und Radweg- sowie Bahnbrücken an, die als Stahlbeton-, Spannbeton- und Stahlverbundstrukturen errichtet oder saniert werden. Neue Werkzeuge wurden hier mit den Vorteilen des modellbasierenden 3-D-Vorgehens zu einem überzeugenden Gesamtkonzept kombiniert – mit dem Resultat einer enorm gesteigerten Produktivität und einer verkürzten Bearbeitungszeit bei Brückenplanungen und -prüfungen. Das Arbeiten am Modell mit ständiger fotorealistischer Ansicht gewährleistet zum Beispiel einen optimalen Ablauf in ausgezeichneter Qualität und Geschwindigkeit, während der konsequente Einsatz zeitgemäßer Entwicklungswerkzeuge, kombiniert mit einer zukunftsorientierten (Bearbeitungs-)Philosophie, für ein adäquates »Umfeld« sorgt.

Advance Bridge »revolutioniert« also die Konstruktion von Brücken durch die radikale Entlastung bei Standardaufgaben: Minimale Eingaben, automatisierte Werkzeuge, das intelligente Verknüpfen von Daten und eine optimierte Benutzeroberfläche ermöglichen, den Kostendruck im Ingenieurbüro deutlich zu verringern. Dazu dient auch ein integrierter Brücken-Assistent, der nach den Angaben des Anwenders und mit Hilfe weniger Mausklicks ein komplettes räumliches Brückenmodell erzeugt; die optische Kontrolle erfolgt dabei unmittelbar am visualisierten 3-D-Modell.

Das automatisierte Darstellen der Ergebnisse im Word-Format erfolgt analog Heft 504 ZTV-ING oder aber, wenn gewünscht, über eine individuell anpassbare Vorlage. Der Anwender entscheidet letztlich, ob die Berechnungsergebnisse als kurzer Text abgedruckt werden oder einfach per Mausklick eine Komplettstatik mit allen relevanten Daten und Graphiken ausgegeben wird. www.graitec.de

Neue App von Harsco Infrastructure

Berechnung des Betondrucks Harsco Infrastructure hat die branchenweit erste mobile App zur Berechnung des Betondrucks entwickelt. Mit dieser intuitiv zu bedienenden Anwendung ist es möglich, vor Ort und damit auf der Baustelle ganz einfach per Handy die gemäß DIN 18218 zulässige Steiggeschwindigkeit von Beton bzw. den maximalen Frischbetondruck zu bestimmen. Für den konkreten Einzelfall ermittelt der Rechner nach Eingabe einiger weniger Daten, wie schnell der Beton gegossen werden darf, ohne den Betondruck zu überschreiten, für den die eingesetzte Schalung zugelassen ist. Und er kann zudem auch anzeigen, welcher Betondruck entsteht, wenn von einer definierten Betoniergeschwindigkeit ausgegangen wird: eine eher seltener vorkommende Anwendung, da ja in der Regel die Schalung bereits vorhanden ist.

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Der von Harsco Infrastructure im App Store für iPhones bzw. im play.google. com Store für Android Smartphones gratis zum Download bereitgestellte Betondruckrechner ist universell nutzbar und unabhängig vom gewählten Schalungssystem. Zusätzlich veranschaulicht die übersichtlich gegliederte App, wo sich die nächste Harsco-Niederlassung befindet, und zwar inklusive Link zum Routenplaner und Kontaktmöglichkeit per Telefon und Mail. www.harsco-i.de

NACHRICHTEN UND TERMINE Fertiggestellter Planungsauftrag der K + S Ingenieur-Consult

Eröffnung von Dänemarks längster Landbrücke Am 31. August wurde die Funderbrücke durch Dänemarks Transportminister Henrik Dam Kristensen für den Verkehr freigegeben: Die Querung des wunderschönen Fundertals ist mit ihren 724 m die längste bestehende Landbrücke Dänemarks. Mit den Planungen für das Bauwerk wurde bereits im Mai 2008 begonnen, nachdem die Nürnberger Dywidag Bau GmbH sich gegenüber anderen Bietern durchgesetzt hatte. Das Nürnberger Ingenieurbüro K+S Ingenieur-Consult GmbH & Co. KG erhielt gemeinsam mit dem dänischen Partner Niras A/S den Planungsauftrag für die Brücke. Die Brücke wurde im Taktschiebeverfahren errichtet, wobei der Verschub im vorliegenden Fall nicht, wie sonst üblich, nur auf einer geraden Linie oder einem Kreisbogen erfolgt ist, sondern teilweise entlang einer Kurve mit variabler Krümmung, das heißt entlang einer Klothoide. Und so wurde hier letztlich durch den kreativen Einsatz von Technik und Wissen

und die gute Zusammenarbeit zwischen Planer, Baufirma und dem Bauherrn ein sorgfältig in die Landschaft eingebettete Brückenstruktur realisiert, welche die Schönheit des Fundertals in keiner Weise beeinträchtigt – wie die ausführliche

Darstellung von Entwurf und Ausführung dieses Bauwerks in Ausgabe 1 ∙ 2011 des BRÜCKENBAU bereits mit Nachdruck zu verdeutlichen vermochte. www.ks-ingenieurconsult.de

Förderung durch die Deutsche Stiftung Denkmalschutz

Leverkusener Schiffsbrücke in Betrieb Mit einem ganztägigen Fest am 26. August feierte der Förderverein Schiffsbrücke Wuppermündung e.V. die Neueröffnung des historischen Flussübergangs in Höhe des Rheinstromkilometers 702,50. Seit 1775 ist eine Wege- und Brückenverbindung im Mündungsbereich der Wupper zwischen Rheindorf und Wiesdorf dokumentiert, die 1920–28 um eine

Steganlage ergänzt wurde. Seit 1967 aus insgesamt drei Schiffen bestehend, ist diese Brücke nicht nur durch die Kombination der für die Rheinfischerei typischen Boote einmalig, sondern zugleich auch der letzte heute noch begehbare Flussübergang seiner Art. Als wichtigste und kürzeste sowie lange Zeit einzige Querung zwischen Rheindorf und den ehemaligen Farbenfabriken der jetzigen Bayer AG war die Brücke nach der Abtretung der alten Wupper an die Bayer-Deponie und dem damit einhergehenden Funktionsverlust extrem gefährdet. Zudem sank 1992 nach einem Brand die »Recht«, zwei Jahre später brannte auch die »Freiheit« aus. Der Verlust der Gesamtstruktur drohte bereits akut, als es dem Förderverein gelang, die Schiffe zu sichern und deren historische Bedeutung der Bevölkerung durch Veröffentlichungen, Führungen und Veranstaltungen zu vermitteln. Die »Recht« wurde gehoben, an der Restaurierung der »Freiheit« 1999 und der Wiederherstellung der »Einigkeit« ein

Jahr später beteiligte sich dann die Deutsche Stiftung Denkmalschutz mit 55.000 €, ergänzt um Gelder des Landes Nordrhein-Westfalen und der NRW-Stiftung, so dass nun »Wiedereinweihung« gefeiert werden konnte. www.schiffsbruecke.com www.denkmalschutz.de

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NACHRICHTEN UND TERMINE

Kritik der Landeskonservatorin

Tausendfüßler am Ende Vor dem Gesetz sind alle Denkmäler gleich. Aber werden sie auch tatsächlich gleich behandelt? Der Düsseldorfer Tausendfüßler, eine Inkunabel der Nachkriegszeit, darf abgerissen werden, denn die als Gutachter bestellten Ingenieure Leonhardt, Andrä und Partner hatten der Hochstraße im Falle einer Sanierung den Denkmalwert abgesprochen (Gutachten vom 31. Mai 2012). Landeskonservatorin Dr. Andrea Pufke, Leiterin des LVR-Amts für Denkmalpflege im Rheinland, kritisiert das: »Es ist nach dem Denkmalschutzgesetz NRW die Aufgabe unseres Fachamtes, den Denkmalwert festzustellen. Ein unabhängiges Gutachten sollte lediglich den baulichen Zustand, die Erhaltungsfähigkeit des Bauwerks und die wirtschaftliche Zumutbarkeit einer Instandsetzung prüfen. Wir hätten uns gewünscht, zumindest beratend hinzugezogen zu werden.« Das Argument, die Sanierung des Tausendfüßlers würde zu einem Substanzverlust führen, der den Denkmalwert beeinträchtige, überzeugt Pufke (ebenfalls) nicht: »Wie viele Denkmale gibt es, die über die Jahre fast ihre gesamte originale Bausubstanz verloren haben!

Die romanischen Kirchen in Köln beispielsweise wurden fast gänzlich neu aufgebaut, die Wuppertaler Schwebebahn steht zu einem großen Teil auf neuen Stützen. Trotzdem würde niemand ihren Denkmalwert in Frage stellen.« Der Landschaftsverband Rheinland (LVR) hatte im vergangenen Jahr dem Abrissantrag der Stadt Düsseldorf nicht zugestimmt und versucht, diese bedeutende

Hochstraße über eine Ministeranrufung zu retten. Eine umfassende Erläuterung ihres technischen wie ästhetischen Werts findet sich im Übrigen in Ausgabe 3∙ 2010 des BRÜCKENBAU, in der Prof. Dr. Thorsten Scheer sie als »Herausragendes Beispiel der Baukunst« würdigt. www.lvr.de

Wo werben?

Ganz einfach! Unsere Mediadaten können Sie als PDF unter www.zeitschrift-brueckenbau.de downloaden.

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Großes PPP-Projekt für Hochtief

Golden Gate Bridge… Ein Konsortium um Hochtief PPP Solutions North America und den Infrastrukturfonds Meridiam hat den Financial Close für das Projekt »Presidio Parkway« in San Francisco erreicht: Die beiden Partner werden das Projekt in einer öffentlich-privaten Partnerschaft (PPP) entwerfen, bauen, betreiben und teilweise finanzieren, wobei das Vorhaben ein Gesamtvolumen von 800 Millionen Euro und eine Vertragszeit von 33,50 Jahren hat. Der Presidio Parkway wird die neue Zufahrt zum Südende der Golden Gate Bridge. Nach der Fertigstellung im Jahr 2015 soll die Straße ca. 2,50 km entlang der Nordküste San Franciscos verlaufen, sich von der Mautstation an der Golden Gate Bridge im Westen zur Broderick Street im Osten hin erweitern und den Zugang zu historischen und kulturellen Sehenswürdigkeiten ermöglichen. Die derzeitige Zufahrt wurde in den 1930er Jahren errichtet und ist in seismischer Hinsicht unsicher, weshalb sie nun durch den Presidio Parkway ersetzt wird, nach dessen Realisierung ca. 120.000 Kfz/d die Brücke überqueren können. Das Hochtief-Konsortium gab Mitte 2010 sein Angebot ab und erhielt den Zuschlag am 27. Dezember 2010. Das PPP-Projekt ist ein Verfügbarkeitsmodell, bei dem keine Verkehrsnachfragerisiken übernommen werden. Die Projektfinanzierung wird über einen kurzfristigen Bankkredit und ein Darlehen der Transportation Infrastructure Finance and Innovation Act (TIFIA) gewährleistet.

Wir bauen Brücken und führen Menschen zusammen!

Ingenieure ohne Grenzen e.V. Unterstützen Sie uns und unsere Arbeit! mehr über die Projekte und uns erfahren Sie auf www.ingenieure-ohne-grenzen.org

www.hochtief.de

Bankverbindung: 4 . 2012 | BRÜCKENBAU Sparkasse Marburg Biedenkopf Kto.:1030 333 337 BLZ: 533 500 00

N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E Entwicklungs- und Erprobungsprojekt von Lübecker Konsortium

Automatische Schadenserkennung an Brücken Zwei Informatik-Institute der Universität zu Lübeck arbeiten gemeinsam mit zwei Lübecker Unternehmen an einer neuen Lösung zur automatischen Schadenserkennung an Brücken: Die Institute für Technische Informatik und für Telematik zusammen mit der coalesenses GmbH und der Roch Services GmbH haben die Ausschreibung der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) für die Entwicklung und Erprobung eines IntelligenteBrücken-Konzepts gewonnen. Das Projekt, das mit 440.000 € veranschlagt ist, begann Mitte August und wird zwei Jahre laufen. Brücken sind einem fortwährenden Alterungs- und Schädigungsprozess unterworfen und erfordern kontinuierliche Überwachungs- und Instandhaltungsmaßnahmen, die mit erheblichen Kosten verbunden sind. Sie werden daher oft minimiert, was in der Vergangenheit zur Ausweitung von Bestandsschäden führte. Ziel dieses Projekts ist es infolgedessen, Bauwerksmanagement und -wartung durch Dauerüberwachung mit moderner Informationstechnologie kostengünstiger zu gestalten. Das heißt, durch die Verwendung von Sensoren sollen die bisher üblichen Inspektionen gemäß den anerkannten Fachregeln nicht ersetzt, sondern möglichst nahtlos ergänzt werden. Langfristig ist geplant, von einzelnen Fallstudien zu einer flächendeckenden Überwachung mittels Sensornetzen

überzugehen. Da Brücken aber stets Unikate mit individuellen Besonderheiten verkörpern, gilt es, eine Art von Baukastensystem aus vorgefertigten Hard- und Softwarekomponenten zu entwickeln, das sich individuell an jede von ihnen anpassen lässt, und zwar ebenso einfach wie kostengünstig. Zentrales Thema des Projekts sind also Entwurf und Realisierung entsprechender Komponenten, die von geeignet geschulten Bauingenieuren flexibel konfiguriert und kombiniert werden können.

Um eine praktische Erprobung der neuen Verfahren zu ermöglichen, stellt der Landesbetrieb Straßenbau und Verkehr Schleswig-Holstein eine Autobahnbrücke zur Verfügung, wobei es sich voraussichtlich um die Überführung der Bundesautobahn A 1 über die Stockelsdorfer Straße in Lübeck handeln wird. www.itm.uni-luebeck.de www.iti.uni-luebeck.de www.coalesenses.com www.roch-services.com

Forschungsprojekt der Technischen Hochschule Mittelhessen

Detektion von Mikrorissen in Brückenbauwerken Mit der Schallemissionsanalyse zur Detektion von Mikrorissen in Baumaterialien befasst sich ein Forschungsprojekt der Technischen Hochschule Mittelhessen unter Leitung von Prof. Dr. Gerd Manthei, Institut für Methodik der Produktentstehung. Die Korrosion von Stahlbeton gefährdet die Sicherheit von Bauwerken, wie zum Beispiel Brücken. Ausgangspunkt solcher Schäden sind Mikrorisse, deren frühzeitige Entdeckung also in mehrfacher Hinsicht geboten ist. Und dazu soll die Schallemissionsanalyse dienen: Sie macht sich zunutze, dass bei Verformungen oder Rissen in einem Material schwache Schallimpulse ausgesandt werden, die sich als mechanische Energie mittels Sensoren in elektrische umwan-

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deln lassen. Das Verfahren wurde für Stahl und faserverstärkte Kunststoffe entwickelt und gilt auf diesem Gebiet als etabliert. Beton ist für die Schallemissionsanalyse hingegen ein schwieriges Material, da er wegen seiner unregelmäßigen Geometrie und Zusammensetzung die Ausbreitung elastischer Wellen stark dämpft. Wichtigste Aufgabe des Forschungsprojekts ist deshalb die Entwicklung eines neuen Schallemissionsaufnehmers, der in einem dem Beton angepassten Frequenzbereich misst. Denn: Eine permanente Schallemissionsanalyse könnte Auskunft über Ort, Ausdehnung und Fortschritt der Schädigung eines Bauwerks geben. »Gelänge es«, so Manthei, »dieses Verfahren an hochbelasteten Autobahn-

brücken zu installieren, könnten diese kostengünstig instand gesetzt werden, lange bevor ein Schaden sichtbar wird.« www.thm.de

NACHRICHTEN UND TERMINE (Entwurfs-)Freigabe durch das Kabinett

Landesverkehrsplan Sachsen 2025 Der Entwurf des Landesverkehrsplanes Sachsen 2025 ist vor kurzem vom (sächsischen) Kabinett zur Anhörung freigegeben worden. Verkehrsminister Sven Morlok: »Zielstellung ist eine leistungsfähige, verkehrsträgerübergreifende und umweltfreundliche Infrastruktur, die den Bedürfnissen von Bürgern und Unternehmen gerecht wird. Gut ausgebaute und intakte Verkehrswege sind ein Stück Lebensqualität für die Bürger im gesamten Freistaat, und ebenso sind sie entscheidend für die Wirtschaftskraft des Standortes Sachsen.« Das Sächsische Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr hat den Landesverkehrsplan in enger Abstimmung mit den Beteiligten auf der kommunalen Ebene erarbeitet. Nach 20 Jahren, in denen viel gebaut wurde, war es Zeit für eine Bestandsaufnahme: »Das Straßenverkehrsnetz in Sachsen ist sehr gut ausgebaut«, so Morlok. »Auch wenn noch einige wichtige Lücken zu schließen sind, wird in Zukunft der Erhalt im Vordergrund

stehen.« Im Bundesfernstraßennetz haben für den Freistaat die Fertigstellung der Bundesautobahn A 72 Leipzig– Chemnitz und der Bundesstraße B 178 absoluten Vorrang. Und auch bei den Staatsstraßen gibt es eine Priorisierung: Neben weiteren Maßnahmen sollen ins-

besondere die Schlüsselprojekte wie die Komplettierung der Westtrasse im Zuge der S 289, die Ostumfahrung Dresden im Zuge der S 177 und die neue Elbtalstraße S 84 vorangetrieben werden. www.smwa.sachsen.de

Würdigung zweier Brücken

Stahl-Innovationspreis 2012 Der Stahl-Innovationspreis, der seit 1989 alle drei Jahre ausgelobt wird, ist, mit einer Gesamtsumme in Höhe von 70.000 € dotiert, einer der bedeutendsten Wettbewerbe seiner Art in Deutschland, was nicht zuletzt die diesjährige Einreichung von 658 Projekten veranschaulicht. Um der großen Anwendungsvielfalt des Werkstoffs Stahl gerecht zu werden, erfolgt seine Verleihung in vier Kategorien, wobei es in jeder von ihnen drei Preisträger gibt. 2012 finden sich nun auch zwei Brückenbauwerke unter den Gewürdigten.

In der Kategorie »Bauteile und Systeme aus Stahl für das Bauen« ging ein Preis an das Ingenieurbüro schlaich bergermann und partner, Stuttgart und Berlin, das ihn zusammen mit dem Studio Tobias Rehberger, Frankfurt am Main, für »Slinky springs to Fame« erhielt: eine skulptural erscheinende Spannbandbrücke in Oberhausen, deren Materialeinsatz durch die Verwendung hochfesten Stahls auf ein Minimum reduziert wurde.

In »Stahl-Design« wurde das Architekturbüro Agirbas Wienstroer, Neuss, für die Brücke an der Himmelsleiter in Opladen ausgezeichnet, da sie, wie die Jury meinte, durch Leichtigkeit besteche und dank ihres transparent gestalteten Mittelteils einen Durchblick auf die darunter fließende Wupper biete. www.stahl-innovationspreis.de ww.stahl-info.de

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N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E Auszeichnung für Alfred Pauser

Fritz-Leonhardt-Preis 2012 Mitte Juli wurde Professor Baurat h.c. Dipl.-Ing. Dr. Alfred Pauser aus Wien in der Stuttgarter Staatsgalerie mit dem Fritz-Leonhardt-Preis 2012 ausgezeichnet. Alfred Pauser war wesentlich beteiligt an der Errichtung von mehr als der Hälfte der Wiener Brücken und lehrte über 20 Jahre lang an der Wiener Technischen Universität. Wissenschaftliche Interessen ließen ihn sich früh mit neuen Konstruktionsverfahren wie dem Spannbeton befassen, zugleich blieb er aber in engem Kontakt mit der Praxis und errichtete

Als einer der wenigen seines Berufsstands interessierte sich Alfred Pauser überdies für die Geschichte der eigenen Disziplin, um daraus zu lernen. Immer wieder erprobte er neuartige Tragkonzepte, Schönheit und Eleganz seiner Brücken sind daher stets integrierende Bestandteile ihres konstruktiven Konzepts: Nicht nur die Draufsicht, auch und insbesondere die Untersicht ist ausnahmslos perfekt durchgearbeitet. Rainer Wulle:

»Dank Pausers breiter Kenntnisse sind so zahlreiche Bauwerke entstanden, die nicht nur kraftvoll und elegant wirken, sondern für die auch der schmale Bereich gestalterischer Möglichkeiten optimal ausgeschöpft wurde.« Der undotierte Fritz-Leonhardt-Preis wird seit 1999 von der Ingenieurkammer Baden-Württemberg und dem Verband Beratender Ingenieure an herausragende Repräsentanten zeitgenössischer internationaler Ingenieurbaukunst verliehen, bisherige Preisträger sind Michel Virlogeux (1999), Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Jörg Schlaich (2002), Prof. Dr.-Ing. René Walther (2005) und William F. Baker (2009). www.fritz-leonhardt-preis.de

zahlreiche Bauwerke. Er suchte und hielt zudem internationalen Kontakt, womit er den Wissensaustausch zum Nutzen aller Beteiligten verbesserte. »Wir freuen uns, mit Alfred Pauser einen hervorragenden Preisträger für den Fritz-Leonhardt-Preis gefunden zu haben«, so Rainer Wulle, Präsident der Ingenieurkammer Baden-Württemberg. Und weiter: »Pauser trat seit der Wiederaufbauzeit in Wien und Österreich als Ausnahmeerscheinung hervor. Seine Brücken sind Pionierwerke.«

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NACHRICHTEN UND TERMINE Preis(e) der Stiftung Maurer Söhne

Prämierung von Masterarbeiten Die Münchner »Stiftung Maurer Söhne« prämierte am 7. Juli, dem Tag der Fakultät Bauingenieur- und Vermessungswesen der Technischen Universität München, zwei Masterarbeiten. Entsprechend dem Stiftungszweck widmeten sich die ausgezeichneten Jungforscher M.Sc. Roland Friedl und M.Sc. Dominic Reyer Themen aus der Grundlagenforschung zur Dynamik. Titel der preiswürdigen Arbeit von Dominic Reyer ist »Lösungsstrategien zur Bestimmung der dynamischen Systemantwort des Timoshenko-Balkens unter Impulseinwirkung aus Detonation«. Er entwickelte ein Verfahren, das deutlich effizienter und genauer als herkömmliche FEM-Berechnungen ist, um die Einwirkungen durch Explosion auf Bauteile, zum Beispiel Stahl- oder Verbundstützen, zu ermitteln. M.Sc. Roland Friedl erhielt den diesjährigen Preis der Stiftung Maurer Söhne für »Betrachtungen zum Schwingungsverhalten einer auf dem elastischen Halbraum aufliegenden Platte unter periodischen Einwirkungen für den ebenen Formänderungszustand«. In dieser ausgezeichneten Arbeit wurde ein komplexes Gesamtmodell des gekoppelten Systems aus Halbraum und Platte eigenständig und schlüssig gelöst.

Beide bekamen neben einer Urkunde je 1.000 € von der gemeinnützigen Stiftung Maurer Söhne , deren Ziel die Förderung der Grundlagenforschung im Bereich technischer Dynamik ist, um so Verbesserungsmöglichkeiten im Verkehrswegebau, Erdbebenschutz, Unfallschutz und in Bewegungsabläufen in den verschiedensten Transportmitteln aufzuzeigen. Gegründet wurde sie vom Münchner Unternehmen Maurer Söhne GmbH & Co. KG, Stifter ist der geschäftsführende Gesellschafter und Senior der Inhaberfamilie, Hans Beutler.

»Lehre und Grundlagenforschung kommen heute zu kurz, deshalb fördern wir genau diese Bereiche«, so Dr. Christian Braun, Geschäftsführer im Bereich Bauwerkschutzsysteme bei Maurer Söhne. »Unternehmen, und da nehme ich unser eigenes nicht aus, forschen normalerweise nur auf Gebieten, die absehbar in Produktentwicklungen münden. Grundlagenforschung ist dagegen vollkommen ergebnisoffen und unabhängig vom wirtschaftlichen Nutzen.« www.maurer-soehne.de

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Müller, Dr. Christian Braun, M.Sc. Roland Friedl, M.Sc. Dominic Reyer, Dr.-Ing. Christiane Butz, Prof. Dr.-Ing. Norbert Vogt (v.l.n.r.) © Maurer Söhne GmbH & Co. KG

Angebot der Bundesanstalt für Straßenwesen

Freier Zugang zu Forschungsergebnissen Die »Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen« werden ab sofort neben der gedruckten Form zeitgleich im Internet zum kostenfreien Herunterladen angeboten. Mit dieser parallelen Veröffentlichungsart strebt die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) eine schnelle und weite Verbreitung und damit auch eine rasche Umsetzung ihrer Forschungsergebnisse an.

Um ihre Veröffentlichungen ständig verfügbar zu machen sowie einen freien und komfortablen Zugang zu ermöglichen, baut die BASt das Volltextarchiv »ELBA: elektronisches BASt-Archiv« auf, in das außer Berichten aus ihrer Schriftenreihe ebenso weitere Publikationen über Forschungsergebnisse eingestellt werden, wie beispielsweise einzelne wissenschaftliche Beiträge von BASt-Mitarbeitern.

Die barrierefreien pdf-Dokumente werden auf einem Server des Hochschulbibliothekszentrum Nordrhein-Westfalen (Hbz) vorgehalten, so dass die Authentizität dieser Dokumente, ihre eindeutige Zitierbarkeit, sowie Langzeit- und internationale Präsenz gesichert sind. www.bast.de

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N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E Veröffentlichung der Bundesanstalt für Wasserbau

Ingenieurbauwerke der Wasserstraßen Verkehrswasserbauwerke wie Schleusen, Wehre, Kanalbrücken oder Schiffshebeeinrichtungen sind im Kern technische Anlagen, bei denen die Funktion den Entwurf vorgibt. Meist sehr robust ausgelegt, zeichnen sie sich in der Regel durch Langlebigkeit aus. Aber auch in puncto Ästhetik werden an sie hohe Anforderungen gestellt, und deshalb hat im Bereich der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung die Zusammenarbeit von Ingenieuren und Architekten eine gute, schon lange währende Tradition. Das jetzt von der Bundesanstalt für

Wasserbau herausgegebene Kompendium »Ingenieurbauwerke der Wasserstraßen. Brücken, Schleusen, Hebewerke« legt davon in zahlreichen Beispielen beredt Zeugnis ab: Neben historischen Konstruktionen veranschaulicht es vor allem Strukturen und Bauwerke, die in den letzten 25 Jahren an den Bundeswasserstraßen entstanden sind. Als Beispielsammlung sowie Arbeitshilfe konzipiert, die sich in gedruckter Form zum Preis von 120 € erwerben lässt, als Onlineversion aber sogar kostenlos zur Verfügung steht, bietet dieses Buch

mannigfaltige Anregungen – zum Besuch wie dem Entwurf von, im besten Sinne des Wortes, Ingenieurbaukunst. www.baw.de

Publikation der Schweizer Akademien der Wissenschaften

Beurteilung der Nutzung natürlicher Ressourcen Natürliche Ressourcen sind für alles Leben essentiell – und sie sind endlich. Ihr steigender Pro-Kopf-Verbrauch und das rasche Wachstum der Weltbevölkerung erhöhen aber den Druck auf die Ökosysteme der Erde und werden womöglich zur Hypothek für zukünftige Generationen. Müssen wir unseren Konsum infolgedessen einschränken? Oder können wir ihrer Verknappung allein durch technischen Fortschritt und größere Effizienz begegnen? Um das zu beurteilen, gilt es jedoch, ihre Nutzung und die damit zusammenhängenden Probleme zu beschreiben und zu messen. Die Publikation »Indikatoren zur Beurteilung der Nutzung natürlicher Ressourcen« stellt nun gängige Methoden und

Indikatoren für die vier Ressourcenkategorien Material, Fläche, Wasser und Energie vor und wendet sie exemplarisch auf die Produktion je eines Kilogramms der Metalle Kupfer, Lithium, Neodym und Platin an. Betrachtet werden unter anderem die Indikatoren »Material-Input pro Serviceeinheit« (MIPS), »Ökologischer Fußabdruck«, »GWP 100 Jahre« des Interngovernmental Panel on Climate Change (IPCC) sowie »WasserFußabdruck«. Wer also wissen will, welche Auswirkungen das menschliche Tun auf die Umwelt hat und wie die Maßnahmen für einen nachhaltigeren Umgang auszusehen vermögen, dem bietet diese 20-seitige Broschüre vielfältige Anregungen und

einen geradezu beispielhaften und zudem tiefgründigen Überblick. www.akademien-schweiz.ch

Neuorganisation der ÖPP Deutschland

Transparenzplattform für Projekte Im August hat sich das Führungsteam der ÖPP Deutschland AG neu organisiert: Vorstand Bernward Kulle verantwortet ab sofort den Bereich »Hochbau/Infrastruktur« und Claus Wechselmann als Generalbevollmächtigter »IT und Dienstleistungen«, während Dr. Johannes Schuy »Marketing und Lobbying« leiten wird. Bernward Kulle, Dr. Johannes Schuy und Claus Wechselmann bilden zudem gemeinsam die Geschäftsführung. »Mit dieser Entscheidung haben wir auf die Entwicklung im Markt reagiert«, so Dr. Johannes Schuy zu der Veränderung.

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»Den Anforderungen an die Mitwirkung und Unterstützung der Kommunikationsund Transparenzprozesse der öffentlichen Hand bei ÖPP-Projekten tragen wir hiermit Rechnung.« Die ÖPP Deutschland AG wird sich für den weiteren konstruktiven Austausch auf kommunaler, Landes- und Bundesebene starkmachen und Ansprechpartner für ÖPP-Förderer und -Kritiker sein. Ein erster Schritt ist der weitere Ausbau der Transparenzplattform, auf der insbesondere alle ÖPP-Vertragsunterlagen zu finden sind.

Die ÖPP Deutschland AG ist das unabhängige Beratungsunternehmen für öffentliche Auftraggeber zur Förderung öffentlich-privater Partnerschaften. Das Unternehmen wurde im November 2008 unter der Federführung des Bundesministeriums der Finanzen sowie des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung gegründet. www.partnerschaften-deutschland.de

NACHRICHTEN UND TERMINE

Tellerfedern GmbH

Zusammenschluss von WSP und Genivar

Ingenieurleistungen im Verbund Der Zusammenschluss der beiden Ingenieurund Beratungsunternehmen WSP Group Plc. und Genivar Inc. wurde zum 1. August abgeschlossen. Dadurch entsteht eine professionelle Dienstleistungsfirma von Weltrang mit einem Gesamtumsatz von 1,40 Milliarden Euro und ca. 14.500 Mitarbeitern, die in mehr als 300 Büros rund um den Globus tätig sind. Resultierend aus der starken internationalen Präsenz von WSP und der ausgeprägten Marktposition von Genivar in Kanada, bedeutet dieses Zusammengehen eine Vergrößerung des weltweiten Kompetenznetzwerkes, des Wissens und der Erfahrung beider Partner, die es ermöglichen wird, auch global agierende Kunden zu betreuen und künftig vielfältigste Projekte in zahlreichen Regionen der Welt im öffentlichen wie privaten Sektor zu realisieren. »Der heutige Tag ist ein Meilenstein für WSP, und wir freuen uns sehr über die neuen Möglichkeiten, die sich daraus für unsere Kunden, Mitarbeiter sowie bestehende und künftige Partner ergeben. Da wir unsere Kompetenz und unser Serviceangebot nun erweitern und vertiefen können, sind wir noch besser als bisher in der Lage, einen weltweit einzigartigen Standard bei allen unseren Projekten, egal ob groß oder klein, zu bieten. Gleichzeitig können wir die Karrierechancen und beruflichen Qualifikationen unserer Mitarbeiter verbessern«, so Dr. Christian Dietl, CEO der WSP Deutschland AG. Bis die operative und finanzielle Integration endgültig durchgeführt ist, treten beide Firmen weiterhin mit ihren jeweiligen Marken auf. www.wspgroup.de

Tellerfedern für höchste Ansprüche Mubea Tellerfedern verwenden Sie als Einzelfeder oder als Tellerfedersäule z.B. - zur Schwingungsdämpfung in Stadien- und Hallendächern, in

Fundamenten, im Brückenbau und zur Absicherung von Gebäuden in erdbebengefährdeten Gebieten

- in sicherheitsrelevanten Bereichen wie Bremsanlagen von Aufzügen, Windkraftanlagen und Kränen, sowie in Stellventilen und Sicherheitsschaltern

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N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E Vortragsveranstaltung in Düsseldorf

Brücken mit Verbunddübelleisten Die Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. führt in Kooperation mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft am 28. September im Stahl-Zentrum in Düsseldorf die Vortragsveranstaltung »Brücken mit Verbunddübelleisten« durch. Die sogenannte Verbund-Fertigteilbauweise ist ein wirtschaftliches Verfahren für den Brückenbau, bei dem für die Verbindung von Stahlträgern mit Betontragelementen einfach herzustellende Verbunddübelleisten eingesetzt werden.

Diese Konstruktion muss natürlich allen Anforderungen an Ermüdungsfestigkeit und Duktilität entsprechen. Im Rahmen eines europäischen Forschungsvorhabens wurde nun die Funktionsweise des Verbundmittels untersucht, um im Anschluss verschiedene wirtschaftliche Tragsysteme für die Praxis zu entwickeln. Zusätzlich wurden bereits in ganz Europa Pilotprojekte mit Verbunddübelleisten realisiert. Die Tagung stellt die Einsatzbereiche, das Tragverhalten und die Praxiserfahrung für diese neuartigen Verbundkonstruktionen

dar: Nach einer einleitenden Übersicht zur Vielfalt des Verbundbaus in Europa wird ein umfassender Einblick in die Konstruktion und Bemessung inklusive der notwendigen theoretischen Hintergründe gegeben. www.verbundbruecken.de www.stahlforschung.de

(Erstmalige) Ausschreibung durch bauforumstahl

Ingenieurpreis des Deutschen Stahlbaues 2013 bauforumstahl e.V. schreibt erstmals den »Ingenieurpreis des Deutschen Stahlbaues« aus, dessen Vergabe für besondere Ingenieurleistungen in den Kategorien Hochbau und Brückenbau bei Neubau oder dem Bauen im Bestand erfolgen soll. Prämiert werden neben herausragenden Gesamtstrukturen auch Berechnungsstrategien, Fertigungsverfahren, Montagekonzepte sowie Details oder Einzelelemente, die seit 2010 realisiert worden sind.

Teilnehmen dürfen die geistigen Urheber dieser Leistungen, also Ingenieure, Ingenieurgemeinschaften, Arbeitsgemeinschaften aus Ingenieuren und Architekten sowie Stahlbaufirmen. Beurteilungskriterien für die ausschließlich online bis 31. Oktober 2012 einzureichenden Wettbewerbsbeiträge sind: innovative Konstruktion, Technik, Verfahren; nachhaltige und ressourceneffiziente sowie wirtschaftliche Lösungen;

architektonische Qualität. Die Verleihung der Preise und Auszeichnungen wird im Rahmen der Messe BAU am 15. Januar 2013 in München durchgeführt. www.ingenieurpreis.de www.bauforumstahl.de

Auslobung durch die Ingenieurekammer

Bayerischer Ingenieurpreis 2013 Die Bayerische Ingenieurekammer-Bau lobt den Ingenieurpreis 2013 mit dem Thema »Ingenieure gestalten Zukunft« aus, um hervorragende Projekte und Leistungen von Ingenieuren auszuzeichnen und damit in den öffentlichen Blickpunkt zu rücken. »Mit dem Ingenieurpreis 2013 würdigt die Kammer innovative technische Ingenieurleistungen, die Funktionalität, Wirtschaftlichkeit, Innovation und Ästhetik bei der Planung, Errichtung und Nutzung von Bauwerken

vereinen und durch ihren Entwurf, ihre technisch-konstruktive Durchbildung oder ihre beachtenswerte Ausführung einen hohen Standard repräsentieren«, sagt Kammerpräsident Dr.-Ing. Heinrich Schroeter. Der Ingenieurpreis ist mit 10.000 € dotiert. Teilnehmen können alle Mitglieder der Bayerischen Ingenieurekammer-Bau, Doktoranden und Studierende an den bayerischen Hochschulen sowie im Bauwesen tätige Ingenieure, deren Studien-

abschluss nicht länger als drei Jahre zurückliegt. Gefragt sind als Wettbewerbsbeiträge zudem sämtliche aus den Fachbereichen der Ingenieurwissenschaft und -praxis im Bauwesen hervorgegangenen Projekte ohne Größen- und Umfangsregularien. Und: Die Einsendungen müssen bis 2. November bei der Kammer eingegangen sein. www.bayika.de

Messe in Dortmund

Lärmschutz 2012 Zum vierten Mal findet die »Lärmschutz« statt, und zwar vom 15.–16. November 2012 in den Dortmunder Westfalenhallen. In der relativ kurzen Zeit seit 2006 ist diese Messe mit angeschlossener Expertentagung zu einem führenden Fachtreffen für Umgebungslärmschutz geworden, bei der sich Hersteller von Lärmschutz-

BRÜCKENBAU | 4 . 2012

techniken, -wänden und -dienstleistungen aus ganz Europa präsentieren. Neben Lärmschutzwänden werden hier also auch andere technische Entwicklungen und Lösungen gezeigt, wie zum Beispiel lärmschluckende Straßenbeläge und Markierungen. Begleitet wird die Messe als Produkteschau von einem Vor-

tragsprogramm, das mit Referenten aus Verwaltung, Forschung und Praxis aufwartet. Die Teilnehmerzahl ist begrenzt, weshalb sich eine frühestmögliche Anmeldung empfiehlt. www.laermschutz-messe.de

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BRÜCKENBAU | 4 . 2012

IMPRESSUM

BRÜCKENBAU ISSN 1867-643X 4. Jahrgang Ausgabe 4 . 2012 www.zeitschrift-brueckenbau.de Herausgeber und Chefredaktion Dipl.-Ing. Michael Wiederspahn mwiederspahn@verlagsgruppewiederspahn.de Verlag mit MixedMedia Konzepts

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Biebricher Allee 11 b D-65187 Wiesbaden Tel.: +49 (0)6 11/84 65 15 Fax: +49 (0)6 11/80 12 52 www.verlagsgruppewiederspahn.de

Anzeigen Ulla Leitner Zur Zeit gilt die Anzeigenpreisliste vom Januar 2012. Satz und Layout Christina Neuner Druck Schmidt & more Drucktechnik GmbH Haagweg 44, 65462 Ginsheim-Gustavsburg Erscheinungsweise und Bezugspreise Einzelheft: 14 Euro Doppelheft: 28 Euro Abonnement: Inland (5 Ausgaben) 56 Euro Ausland (5 Ausgaben) 58 Euro Der Bezugszeitraum eines Abonnement beträgt mindestens ein Jahr. Das Abonnement verlängert sich um ein weiteres Jahr, wenn nicht sechs Wochen vor Ablauf des berechneten Bezugszeitraums schriftlich gekündigt wird. Copyright Die Zeitschrift und alle in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlags in irgendeiner Form reproduziert oder in eine von Maschinen verwendbare Sprache übertragen werden. Mit Ausnahme der gesetzlich zugelassenen Fälle ist eine Verwertung ohne Einwilligung des Verlags strafbar.

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