Brückenbau 5/2020 by Verlagsgruppe Wiederspahn

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Ausgabe 5 . 2020

Brückenbauwerke Fußgängerbrücke am Bahnhof in Angers Martinsbrücke in der Marktgemeinde Zirl Holzbrückenfamilie am Starnberger See Pilotbrücke »Stokkumer Straße« bei Emmerich

Aktuell Brückenschlag als (temporäre) Metapher

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ISSN 1867-643X

Wir starten durch und bitten zum

21. SYMPOSIUM BRÜCKENBAU am 10. + 11.2.2021 nach Leipzig. Mit Vorträgen, die schon lange auf unserer Wunschliste standen und stehen, wird das Programm auch 2021 wieder hochinteressant werden. Willkommen heißen wir Sie an einem neuen Veranstaltungsort – dem direkt am Hauptbahnhof gelegenen HYPERION Hotel Leipzig – und zu einem etwas nachgerückten Termin, da für viele Vortragende und Teilnehmer die Anreise am Mittwoch günstiger zu koordinieren ist. Das Hotel haben wir im Übrigen gewechselt, weil sich The Westin nicht auf unsere Wünsche nach mehr Fläche für Aussteller und einem direkten Zugang über das Foyer einlassen wollte. Wir gehen davon aus, dass das Covid-19-Virus im Februar 2021 zwar noch immer im Umlauf, aber in den Griff zu bekommen sein wird. Das HYPERION Hotel Leipzig hat uns die Umsetzung eines umfassenden Hygienekonzepts mit ständigem Luftaustausch in allen Räumen bereits zugesagt. Die Räumlichkeiten in diesem Hotel bieten zudem alle Möglichkeiten, um sämtliche Abstandsregeln in Tagungsraum, Restaurant, Fachausstellung, Foyer etc. ohne Einschränkungen einhalten zu können. Seien Sie versichert, dass für ein Maximum an Gesundheitsschutz gesorgt sein wird. Auf Ihre Rückmeldungen freuen wir uns. Gerne berücksichtigen wir auch noch Programmvorschläge. Rückfragen nimmt, wie gewohnt, Frau Wiederspahn entgegen. Mit den besten Grüßen und dem Wunsch: Bleiben Sie gesund.

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EDITORIAL Zur Beurteilung von (substantiellen) Lösungen

Aufforderung zur Akzeptanz von Michael Wiederspahn

Dipl.-Ing. Michael Wiederspahn

»Was immer neu geschaffen wird, es ist hässlich, entsetzlich. Das Wort entsetzlich ist richtig, denn wo immer Neues gemacht wird, es passt nicht hinein. Wenn ich etwas empfange, dann versuche ich, das Empfangene in meinem Gedächtnis einzuräumen. Ich versuche, ihm die ihm gebührende Stelle in meinem Gedächtnis zu geben. Das Neue ist ein Geräusch. Es stört mich, es ist widerlich. Ich hasse es. Die Kreativität beginnt mit hässlich. Wenn Beethoven seine Sonaten vorgespielt hat, sind die Leute weggerannt. Langsam werden störende Elemente eingegliedert. Sie schaffen sich Raum innerhalb des Gedächtnisses und beginnen auf eine seltsame Weise zu strahlen. Das Neue wird informativ. Es gibt dem ganzen Gedächtnis einen Sinn. Das ist die Definition von schön.«

Unabhängig vom möglichen, dem angestrebten oder einem zumindest erhofften (Nach-)Ruhm, der viele Künstler ja an- oder umtreibt, verfügen sicherlich nicht alle Resultate schöpferischen Gestaltens über das gleiche Niveau, verlieren einige dieser Erzeugnisse produktiver Unterfangen sogar schneller an Anklang und Ausstrahlung als ihre geistigen Väter oder Mütter zunächst glauben wollen oder können. Dass es manche Berufsgruppen bzw. deren Vertreter ohnehin ein klein bisschen schwerer haben als andere, den schon seit jeher so beliebten Traum von einer unvergänglichen, einer letztlich nie ab- oder verebbenden Anerkennung zu verwirklichen, da ihre Werke nur selten bis überhaupt nicht im Museum zu sehen sein werden, liegt hier zudem auf der Hand – und ist dennoch keine Frage der Sinnhaftigkeit, des Materials oder der wie auch immer einzuordnenden Größe ihrer Exponate, sondern beruht primär auf deren Zweckbestimmung. Während nämlich beispielsweise Bildhauer eine Figur oder Skulptur von zeitloser Aussagekraft oder wenigstens konstanter Anmutung zu formen sich bemühen, sollen oder müssen Bauingenieure das Feld der reinen, freien und nicht angewandten »Lehre« verlassen und etwas kreieren, das dann als individuelles Ganzes diverse Anforderungen zu erfüllen, ergo sich durch hohe ästhetische Qualitäten, die stets gewünschte Funktionalität, eine günstige Kosten-Nutzen-Relation, die obligatorische Robustheit wie Dauerhaftigkeit und den inzwischen anscheinend unabdingbaren Grad an Flexibilität, an Demontier- und Adaptierbarkeit auszuzeichnen hat – und dem in der Regel (trotzdem) ein eher kurzes Leben beschieden bleibt.

Über irgendwelche Ewigkeitsansprüche brauchen heutige Entwurfsverfasser also nicht (mehr) nachzudenken, werden die von ihnen geplanten und errichteten Strukturen doch überwiegend unter sogenannten marktwirtschaftlichen Aspekten bewertet und infolgedessen oft und gerne verfremdend ertüchtigt oder eben einfach abgerissen, vermeintlich besseren oder lediglich leistungsfähigeren Tragkonstruktionen Platz schaffend. Eine solche Methodik schmälert aber fast unweigerlich die Chancen ihrer Urheber, in den Genuss einer quasi generationenüberschreitenden Würdigung zu kommen, weshalb eine wachsende Zahl von ihnen (bisweilen) zu einer Art Selbsthilfe zu greifen und die Herstellung dickleibiger Bücher ideell wie finanziell aus eigener Tasche zu bestreiten versucht. Eine deutlich nachhaltigere und (deswegen) zukunftsorientiertere Perspektive bietet indessen der »Brückenbau« mit eigentlich sämtlichen Heften, indem er veranschaulicht, warum gerade jene (Pilot-) Projekte Aufmerksamkeit verdienen, die vorhandene Konzepte und Qualitäten respektieren, sie weiterentwickeln und für neue oder zusätzliche Charakteristika und Optionen sorgen – und zwar abseits der bis dato arg verbreiteten Iterations- wie Tradierungsanstrengungen und insofern durchaus im Geist von Vilém Flusser und seinem 2009 veröffentlichten, »Der Zyklus der Ästhetik« betitelten Text, der im Prinzip einen Prozess wie dessen Konsequenz(en) beschreibt und damit per definitionem zur gebotenen Akzeptanz und Wertschätzung bisher ungewohnter Lösungen substantieller Natur aufruft. Zum Ende des Monats Dezember bedanken wir uns bei allen Autoren und Anzeigenkunden, Abonnenten und (sonstigen) Lesern für die stets wohlmeinende Mitwirkung – und wünschen Ihnen alles Gute, eine große Portion Glück und insbesondere Gesundheit sowie einen erfolgreichen Start in das Jahr 2021, in dem Sie unsere Zeitschrift wiederum mit mannigfaltigen Informationen, nutzbringenden Exkursen und essentiellen Anregungen unterstützen und begleiten wird.

5 . 2020 | BRÜCKENBAU

I N H A LT

Lesen Sie – wann und wo immer Sie wollen! Der BRÜCKENBAU stand und steht auch online zur Verfügung. Die jeweils aktuelle Ausgabe finden Sie auf unserer Website: www.verlagsgruppewiederspahn.de Ältere Hefte, alle weiteren Zeitschriften und sämtliche Tagungsbände sind unter folgendem Link abrufbar: www.issuu.com

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Die Lektüre via Smartphone, Tablet oder Laptop ist also jederzeit möglich.

Ausgabe 5 . 2019

Brückenbauwerke Thierschbrücke in Lindau am Bodensee Die Schlange bei Frankenberg Schrägseilbrücke in Frankenberg Bow River Footbridge and Utility Crossing in Banff Siegens neue Ufer

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Dieses »digitale« Angebot war und bleibt kostenlos. ISSN 1867-643X

(Sämtliche Texte und Abbildungen sind natürlich urheberrechtlich geschützt.)

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BRÜCKENBAU | 3 . 2020

I N H A LT

Editorial

Aufforderung zur Akzeptanz

Michael Wiederspahn

Brückenbauwerke

Die Brücke als Weg und Ort

Dietmar Feichtinger, Andreas Keil, Michael Zimmermann, Simon Durand

Martinsbrücke in der Marktgemeinde Zirl

Thomas Sigl

Holzbrückenfamilie am Starnberger See

Robert Buxbaum

Pilotbrücke »Stokkumer Straße« bei Emmerich

Michael Girmscheid, Felix Lehmann, Thorsten Balder, Hartmut Hangen

Aktuell

Brückenschlag als (temporäre) Metapher

Michael Wiederspahn

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5 . 2020 | BRÜCKENBAU

BRÜCKENBAUWERKE Fußgängerbrücke in Angers

Die Brücke als Weg und Ort von Dietmar Feichtinger, Andreas Keil, Michael Zimmermann, Simon Durand

Am Bahnhof Angers Saint-Laud realisierten Dietmar Feichtinger Architectes zusammen mit schlaich bergermann partner eine neue Fußgänger- und Fahrradbrücke. Sie führt in einem weichen weiten Bogen über die 70 m breite Bahnschneise, die von den Schienen in die Topographie der Stadt geschlagen wird. Die Unterkonstruktion der Brücke besteht aus einem einseitigen Hohlkastenprofil und auskragenden Konsolen aus Stahl, in die auf der westlichen Seite des Bogens Bänke mit hölzernen Sitzflächen integriert sind. Markante Rahmen aus Holzleimbindern tragen die einseitige Überdachung der Überführung und lenken damit den Blick. Die Überdachung folgt der Innenkurve und bietet Schutz bis zur Mitte des Brückendecks. Dabei verändern die Holzrahmen ihren Abstand zueinander sowie die Unterkonstruktion ihren Querschnitt. Der Charakter des Steges wird entsprechend der Situation – betreten, gehen, warten, sitzen, beobachten, verlassen – akzentuiert. Die Brücke stellt ein singuläres Verkehrsbauwerk mit hoher Aufenthaltsqualität dar, die das Bewusstsein für den Ort erhöht. Durch ihre Ästhetik wird die Brücke zum Sinnbild der Erneuerung des Bahnhofsgebiets.

BRÜCKENBAU | 5 . 2020

1 Fußgängerbrücke am Bahnhof in Angers © schlaich bergermann partner/Michael Zimmermann

1 Rahmenbedingungen Angers ist die Hauptstadt des Département Maine-et-Loire im Westen von Frankreich. Die Stadt mit 153.000 Einwohnern befindet sich ca. 100 km nordöstlich von Nantes und 300 km von Paris entfernt. Der Bahnhof Angers Saint-Laud ist ein wesentlicher Verkehrsknoten im Zentrum der Stadt. 13-mal täglich hält hier ein TGV nach Paris, der die Strecke in 1,45 h bewältigt. In Richtung Nantes verkehren ca. 40 Züge am Tag. Die alte Fußgängerbrücke aus Stahlbeton, die geradlinig über die zehn Gleise führte, war bereits sehr schadhaft und wurde abgebaut. Die Stadtentwicklung sieht eine Aufwertung des Areals vor. Bahnhofsseitig wurden an der Rue Auguste Gautier Büros und ein Parkhaus realisiert, ein Hotel befindet sich in Bau. Südlich der Gleise sollen an der Rue Fulton eine neue Promenade und ein Park entstehen. Die Brücke ist ein Teil des Stadterneuerungsprozesses und fügt sich schlüssig in die angrenzenden öffentlichen Bereiche ein.

2 Gestaltung Im Norden liegt der Aufgang auf die Brücke in einer Flucht mit dem neuen Parkhaus, ihr Steg flankiert seine Längsfassade. So akzentuiert sie das Gebäude, wertet die unteren Parkdecks stark auf und schafft auch dem gegenüberliegenden künftigen Hotelkomplex einen attraktiven Vorbereich. Die Treppe setzt am Gehsteig der Place Semard auf. Unter dem Treppenlauf parken Fahrräder witterungsgeschützt. Im Süden mündet der Verlauf der Brücke direkt in die Achse der Place Giffard Langevin und den neuen Park ein und erweitert die Fußgängerpromenade. Eine lange, flach geneigte Rampe schafft einen barrierefreien Zugang, der den öffentlichen Straßenraum auf der Brücke fortsetzt. Sie tritt zudem mit dem Platz in einen Dialog, indem sie die Bewegung und damit auch den Blick der FahrradfahrerInnen und FußgängerInnen begleitet.

BRÜCKENBAUWERKE

2 Berechnungsmodell © schlaich bergermann partner

Die Gestaltung der Brücke aus Stahl und markanten Holzrahmen ist eine Reaktion auf den Ort und seine funktionellen Anforderungen. Sie wirkt identitätsstiftend, ihre Materialität entspricht dem Bahnhofsumfeld und ermöglicht, die Spannweiten mit einer entsprechenden Leichtigkeit zu überbrücken. Die Stahlbetonpfeiler, in denen die tragenden V-Stützen aus Stahl verankert sind, befinden sich zwischen den Gleisanlagen. Obwohl Pfeiler an Bahnhofsstegen auf die Last eines entgleisenden Zugs ausgelegt sein müssen, wirken sie aufgrund ihrer Proportionen nicht wuchtig. Auf der Brücke können Reisende auf Züge warten, Passanten und Flaneure den Blick über die Gleise und auf die Stadt genießen. Der Brückenquerschnitt variiert über die Gesamtlänge: Er verbreitert sich im Bereich der Treppen und Rampen, um Spaziergänger und Passanten zur aktiven Nutzung der Brücke zu animieren. Zwei Treppen und ein Lift werden in naher Zukunft auch einen direkten Zugang auf die meistfrequentierten Bahnsteige ermöglichen, an denen die Züge nach Paris und Nantes halten. Als markantes Identitätsmerkmal der Brücke betonen die Rahmen aus Leimholzbindern den Übergang und rhythmisieren den Weg.

Die hölzernen Rahmen haben auch eine spezifische Funktion: Sie regulieren die Verschattung sowie die Witterungs- und Windeinflüsse auf die Passanten. LEDStreifen in den Rahmen akzentuieren den differenzierten Verlauf des Übergangs und beleuchten ihn nachts. Die Höhe der vertikalen Lichtstreifen steigt von den Enden bis zur Mitte der Struktur an, die horizontalen Lichtlinien folgen der Breite der Brücke. Die zunehmende Länge der vertikalen LED-Streifen und die Verdichtung der Rahmen führt zu deutlich mehr Helligkeit in der Mitte. Das erhöht dadurch das Sicherheitsgefühl bei Dunkelheit. Bei Nacht entwickelt die von innen leuchtende Brücke eine Strahlkraft: Das funktional begründete Design erzeugt auch ein symbolisches Bild, das die städtebauliche Verbindung aufzeigt, die diese Brücke schafft. Die neue Fußgänger- und Radbrücke am Bahnhof von Saint-Laud ist weit mehr als ein Übergang. Sie ist ein neuer urbaner Ort der Begegnung, an dem Menschen sich auf ihrem Weg über die Geleise gern aufhalten und verweilen.

3 Konstruktion 3.1 Tragstruktur Das Tragverhalten der Fußgängerbrücke ist durch ein semiintegrales statisches System gekennzeichnet. Die Stützen sind biegesteif mit dem Brückenüberbau verbunden (geschweißt), um eine monolithische Struktur zu schaffen. Auf Brückenlager wird verzichtet, was den Vorteil hat, dass aufwendige Wartungsarbeiten sowie ein Austausch der Lager ausgeschlossen sind. Die Ausdehnung der Brücke in Längsrichtung, zum Beispiel durch Temperatur, wird durch die Verformung der Gesamtstruktur aufgenommen. Diese Verformung wird unter anderem durch eine gelenkige Lagerung der Fußpunkte der Brückenpfeiler ermöglicht. Die Stützen der Achsen P1, P3, P4 und P5 sind aus rechteckigen Stahlhohlprofilen hergestellt. Am biegesteifen Übergang zum Brückendeck ist der Querschnitt ausreichend massiv bemessen, um Biegemomente aufnehmen zu können. Der Stützenquerschnitt verjüngt sich entsprechend den statischen Beanspruchungen zum gelenkigen Fußpunkt hin, der wiederum auf einem massiven Betonpfeiler gründet. Die Stabilität der Brücke in Querrichtung wird durch die A-förmige Geometrie der Stützen erreicht. In Längsrichtung wird die Struktur durch den Pfeiler P2 gehalten. Er ist Fixpunkt der semiintegralen Brücke und besteht aus einem Betonpfeiler, für Anprall bemessen, sowie aus zwei daraufliegenden V-förmigen Stahlstützen. Im Unterschied zu den anderen Stützen ist P2 auch am Fußpunkt biegesteif am Betonpfeiler angeschlossen.

5 . 2020 | BRÜCKENBAU

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4 Stahlhohlkasten in der Fabrikationshalle © schlaich bergermann partner/Simon Durand

3 Definition der Gesamtgeometrie © schlaich bergermann partner

3.2 Brückenüberbau Der Überbau besteht aus einem Stahltragwerk, das aus mehreren in der Breite veränderlichen Abschnitten zusammengesetzt ist. Der Querschnitt gliedert sich in einen durchlaufenden, in der Breite veränderlichen Stahlhohlkasten in Längs-

5 Unterseite des Brückendecks © schlaich bergermann partner/Simon Durand

BRÜCKENBAU | 5 . 2020

richtung sowie in seitlich auskragende Stahlkonsolen in Querrichtung. Abstand und Länge der seitlichen Auskragungen variieren und verleihen der Brücke eine ansprechende Dynamik im gekrümmten Bereich.

Am Anschlusspunkt der Konsole an den Hohlkasten gibt es eine Systemmittellinie, von der aus sich die Breite des Überbaus auf beiden Seiten gleich entwickelt. Der Brückenquerschnitt ist daher so konzipiert, dass die Breite des Hohlkastens immer der Länge der Auskragungen entspricht. Der Überbau ist deshalb im Norden 6 m (2 x 3 m) und im Süden 8 m (2 x 4 m) breit. Die Grundrissgeometrie der Fußgängerbrücke ermittelt sich aus mehreren aneinandergereihten Kreisbögen. Dadurch war es möglich, die unterschiedlich gekrümmten Segmente des Haupträgers mit einer Reihe von abwickelbaren Flächen zu erstellen. Der Hohlkasten besteht aus S355-Stahlblechen mit 20 mm Dicke für die Oberund Unterflansche sowie mit 15 mm für die vertikalen Stege. Die auskragenden Konsolen bestehen aus geschweißten Stahl-T-Profilen aus S355 und 30 mm Blechdicke. Die Länge der Konsolen variiert und folgt denselben geometrischen Regeln wie die Aufweitung des Hohlkastens. Der Belag der Brücke besteht aus Eichenholz, das aus nachhaltig bewirtschafteten, französischen Wäldern stammt. Die Holzdielen sind in einzelne Module zusammengefasst. Mittels Gewindebolzen sind sie am oberen Flansch des Hohlkastens angeschweißt.

6 Stegaussparung zur Fixierung der Rinne © schlaich bergermann partner/Simon Durand

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Im Bereich der Auskragung erfolgte die Befestigung durch eine Stahlunterkonstruktion, die von Konsole zu Konsole spannt. Die Auflagen der französischen Bahn, SNCF, verlangten, die Unterseite der Brücke vollflächig geschlossen auszuführen, damit das Herabfallen von jeglichen Gegenständen auf die unter der Brücke verlaufende Oberleitung verhindert wird. Im gleichen Sinne sollte auch die Entwässerung des gesamten Brückendecks geordnet nach unten geführt werden. Um dies zu gewährleisten, wurde ein dünnes Blech unterhalb des Holzbelags auf den auskragenden T-Profilen vorgesehen. Das Blech hat ein Gefälle zur Brückenmitte hin. Dort wird das Regenwasser in einer Rinne gesammelt. Die Höhenunterschiede der Rinne schaffen ein ausreichendes Gefälle, um das Wasser weg vom Gleisbereich zu leiten und abzuführen. 3.3 Brückenpfeiler Die Planung der Brückenpfeiler innerhalb des Eisenbahnbereichs musste sich nach Vorgaben und Normen der SNCF richten: – Regeln für behindertengerecht gestaltete Bahnsteige sowie die Einhaltung von Mindestabständen zur Bahnsteigkante bei Möblierung (Referenz: Guide de Mise en Accessibilité des Gares). – Vorschriften zur Berücksichtigung von Zuganprall (UIC 997-2). Neben der Bemessung auf diesen außergewöhnlichen Lastfall, waren auch Vorgaben für die Form der Pfeiler zu berücksichtigen. – Unbedingte Einhaltung des Lichtraum- profils. Die im Projekt geplanten Tragstrukturen auf den Bahnsteigen wie Treppen, Stützen und Aufzüge erfüllen alle Anforderungen der SNCF. P2 und P3, die sich zwischen zwei Gleisen befinden, sind die einzigen sichtbaren Betonpfeiler. Sie sind für einen Zuganprall bemessen. Die Massivität des Pfeilers P2 dient zudem der Aussteifung der Gesamtstruktur in Brückenlängsrichtung.

7 Brücke im nördlichen Bereich mit Aufzug und Stahlstütze © schlaich bergermann partner/Simon Durand

Alle anderen Stützpunkte wurden mit Stahlquerschnitten so filigran wie möglich ausgeführt. Dabei wurden die Stützen a-förmig angeordnet, dass sie der Brücke ausreichend Querstabilität verleihen. Alle Stahlquerschnitte sind aus S355 hergestellt. Die Dicke der verwendeten Bleche beträgt 40 mm. 3.4 Fundamente Auch die Planung der Fundamente im Eisenbahnbereich erforderte die Einhaltung der technischen Empfehlungen der SNCF. Jede Stütze ist durch mehrere Mikropfähle gehalten. Die Fundamente der Stahlstützen P1, P3, P4 und P5 gründen auf 8–10 Mikropfählen. Das Fundament P2 ist am meisten beansprucht und zudem für Anprall bemessen, es wurde deshalb durch 16 Mikropfähle gegründet. Die Mikropfähle wurden verrohrt hergestellt, um eine freie Länge von 3 m im oberen Bereich zu gewährleisten: Durch die freie Länge entsteht keine Reibung zwischen Boden und Pfahl. Die Kraftübertragung erfolgt daher erst weit unterhalb des Gleisbetts. So ergibt sich keine Gefahr der Destabilisierung der Gleiszone durch den Eintrag der Gründungslasten der Brücke.

Die Tiefgründungen waren ursprünglich als Mikropfähle des Typs III geplant. Realisiert wurde letztendlich ein Sondervorschlag der Baufirma, bei dem Mikropfähle als Typ II mit einfacher Schwerkraftinjektion ausgeführt wurden. Für die Mikropfähle war ein Bohrlochdurchmesser von 250 mm notwendig. Darin wurde ein Stahlrohr mit einem Durchmesser von 139,70 mm und einer Dicke von 20 mm eingestellt und mit Mörtel verpresst. Da die Gründungssteifigkeit bei semiintegralen Brücken eine entscheidende Rolle spielt, war die genaue Abstimmung der Pfähle essentiell für das statische und dynamische Tragverhalten der Gesamtkonstruktion.

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8 Erscheinungsbild der Rampe Süd © schlaich bergermann partner/Simon Durand

3.5 Rampe Süd Die südliche Zugangsrampe wurde als unabhängige Stahlstruktur entworfen. Lediglich ihr letztes Feld ist auf dem eigentlichen Steg aufgelagert. Mit Langlöchern wurde eine entsprechende Längsverschieblichkeit erreicht, so entstehen keine Zwängungen bei Temperaturänderungen. Um bei den Rampen eine möglichst leichte und transparente Lösung zu realisieren, wurde eine Tragkonstruktion mit zwei aus Stahlhohlkästen bestehenden Längsträgern gewählt. Der Holzbelag, der dem der Hauptbrücke entspricht, wird von zwischen den Längsträgern verlaufenden Querträgern und filigranen Konsolen gestützt. Für die Stützen wurden aus Blechen zusammengesetzte, kreuzförmige Stahlquerschnitte verwendet.

10 Holzdach und Holzrahmen © schlaich bergermann partner/Michael Zimmermann

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3.6 Überdachung Eine Holzkonstruktion überspannt die Hauptbrücke. Dabei tragen Rahmen aus Douglasien-Brettschichtholz die Überdachung, die halbseitig längs über der Brücke liegt. Die Holzträger haben eine Zertifiierung »Acerboiss Glulam« mit der französischen Qualitätsklasse GL24h. Am Fuß sind die Rahmen in ihrer Ebene gelenkig gelagert, während sie senkrecht dazu eingespannt sind, um die nötige Längsstabilität zu erreichen. Das Dach selbst besteht aus 80 mm dicken Brettsperrholzplatten. Die Aussteifung der Dachebene erfolgte durch ein schubfestes Verbinden der Sperrholzplatten mit den Rahmen. Die Wasserdichtigkeit wird durch ein auf den Platten befestigtes Zinkfalzdach erreicht.

9 Verbindung von Brücke und Rampe © schlaich bergermann partner/Simon Durand

4 Herstellung 4.1 Allgemeines Die Bauausführung wurde an eine Firmengruppe, bestehend aus GTM Ouest, SMB und Briand Construction Bois, vergeben, wobei GTM für die Beton- und Schlosserarbeiten und SMB für den Stahlbau verantwortlich zeichnete. Der Ingenieurholzbau ebenso wie der hölzerne Belag und der Handlauf des Geländers kamen von Briand Construction Bois.

11 »Schnittstelle« von Geländer und Holzrahmen © schlaich bergermann partner/Simon Durand

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4.2 Vorfertigung: Werk und Baustelle Die Stahlelemente wurden im Werk Ploufragan von SMB vorgefertigt und erhielten bereits dort ihren dreischichtigen Korrosionsschutz des Systems C4ANV, von ACPQA zertifiziert. Anschließend wurden die Elemente zur Baustelle transportiert und dort vor dem Einhub zu den Abschnitten T1 (Nord) bis T6 (Süden) zusammengefügt. Für die Schweiß- und Korrosiosschutzarbeiten galten dabei die gleichen Bedingungen wie im Werk. 4.3 Bauablauf und Montage Die Zeiten für die Streckensperrung mussten bereits 2017, lange vor der eigentlichen Herstellung der Brücke in 2019, festgelegt werden. Diese Sperrpausen waren fest vorgegeben, und die Firmen mussten diese bei der Planung des Bauablaufs und der Montage zwingend einhalten. Eine Besonderheit bei der Herstellung war der Einhub sehr schwerer Teile innerhalb weniger festgelegter Nachtstunden – und das in einem sehr engen innerstädtischen Umfeld mit vielen schwierigen Randbedingungen. So musste der Mobilkran das nördliche Segment T4 exakt so manövrieren, dass sein Ausleger nicht in den Bahnbereich hineinragte und keine Kollision mit dem Hotel im Westen und dem Parkhaus im Osten riskiert wurde. Um eine gute Balance zwischen Größe, Kapazität und Verfügbarkeit der Kräne sowie der Größe und dem Gewicht der Segmente zu finden, waren zahlreiche Iterationen notwendig. Letztendlich wurde folgender Bauablauf gewählt: 1) Herstellung der Fundamente und Pfeilersockel P3 und P2. 2) Einhub der Stahlstützen. Die Stabilisierung erfolgte durch temporär verschweißte Stützböcke. Die Pfeiler P3 und P4 wurden mit einem umhüllenden Schutzgerüst versehen, um eine Beeinträchtigung des Schienenverkehrs zu vermeiden. Herstellung der temporären Stützelemente, die außerhalb des Gleisbereichs liegen. 3) Einhub des Segments T4 (Gewicht 95 t, Länge 27 m) von Norden zwischen Pfeiler P3 und P4 in einem Zeitfenster von 4 h.

12 Einhub des Segments T4 bei Nacht im beengten Stadtraum © schlaich bergermann partner/Simon Durand

4) Einhub des Segments T3 (Gewicht 91 t, Länge 30 m) von Süden in einem Zeitfenster von 10 h. Geometriekontrolle und Verschweißen der Elemente T3 und T4. Dies wurde innerhalb einer nächtlichen Sperrung des Schienenverkehrs ausgeführt. 5) Einhub und Verschweißen der Segmente außerhalb des Gleisbereichs mit kleinen Mobilkränen. Die eingehobenen Segmente umfassten den Längsträger und die Konsolen, die mit einem Blech abgedeckt waren. So entstand eine begehbare und zum elektrifizierten Gleisbereich hin geschützte Arbeitsplattform für die weiteren Arbeiten. Für den Einhub der vier großen Überbauelemente wurde der Mobilkran LTM 11200 von Liebherr eingesetzt. Alle Arbeiten im Gleisbereich wurden entsprechend den Anforderungen der SNCF durchgeführt. Der exakt geplante Bauablauf und eine genaue Risikoanalyse ermöglichten eine reibungslose Montage.

13 Montage der Elemente nach dem Einhub © schlaich bergermann partner/Simon Durand

5 . 2020 | BRÜCKENBAU

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15 Fertiggestelltes Bauwerk am Bahnhof in Angers © schlaich bergermann partner/Michael Zimmermann

Alle anschließenden Maßnahmen, wie das Verschweißen, die finalen Korrosionsschutzarbeiten und die Montage der Dachkonstruktion, wurden ebenso präzise geplant und erfolgten gemäß den restriktiven Vorgaben bei Nacht. Nachdem Geländer und Berührschutz auf der Brücke montiert waren, konnte auch bei Tag gearbeitet werden, ohne den Schienenverkehr zu stören. 4.4 Dynamisches Verhalten Der Bauherr forderte eine mittlere Komfortklasse gemäß den Richtlinien des Service d´Etudes sur les Transports, les Routes et leurs Aménagements (SETRA). Die im Vorfeld durchgeführten dynamischen Berechnungen zeigten keine Überschreitungen der geforderten Beschleunigungswerte. Schwingungsversuche am Bauwerk bestätigten, dass die tatsächlichen Eigenfrequenzen etwas höher lagen als die rechnerischen Werte. Dieser Effekt ist auf eine etwas höhere tatsächliche Steifigkeit der Struktur gegenüber den rechnerischen Annahmen zurückzuführen.

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Länge:

138 m

Gesamtbreite:

9,10 m

Nutzbare Breite des Überbaus:

Gesamttonnage:

330 t

Bauzeit:

September 2018 bis Januar 2020

14 Technische Daten © schlaich bergermann partner

Bei den Versuchen vor Ort wurde die Brücke mit unterschiedlichen Belastungsschemen angeregt. Neben zufälligem Fußgängerverkehr wurden auch im Gleichschritt befindliche Fußgängergruppen und extreme Anregungen durch Vandalismus untersucht. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass nur im Falle von Vandalismus die zulässigen Beschleunigungen überschritten werden. Die wahrnehmbaren Beschleunigungen im Normalbetrieb wurden vom Bauherrn als akzeptabel bewertet, deshalb konnte auf den Einbau von Schwingungstilgern verzichten werden. Autoren: Dietmar Feichtinger Dietmar Feichtinger Architectes, Paris, Frankreich Dipl.-Ing. Andreas Keil Dipl.-Ing. Michael Zimmermann Dipl.-Ing. Simon Durand schlaich bergermann partner sbp france, Paris, Frankreich

Bauherr Alter Cités, Angers, Frankreich Architekten Dietmar Feichtinger Architectes, Paris, Frankreich Ingenieure schlaich bergermann partner, sbp france, Paris, Frankreich Externe Prüfung Planung Société de Contrôles Téchniques (Socotec), Woippy, Frankreich Externe Prüfung Proben Grollemund Laboroutes Instruments, Labaroche, Frankreich Cerema, Bron, Frankreich Société de Contrôles Téchniques (Socotec), Woippy, Frankreich Bauausführung GTM Ouest, Saint-Herblain, Frankreich SMB Constructions Métalliques, Ploufragan, Frankreich BCB Briand Construction Bois, Verrières-en-Anjou, Frankreich Ausführungsplanung IOA Ingénierie et bureaux d`études, Epagny Metz-Tessy, Frankreich

Visualisierungen der Rheinbrücke © DEGES und Keipke Architekten

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Unter dem Dach der HABAU GROUP planen, fertigen und montieren wir Brücken am europäischen und internationalen Markt. Gemeinsam mit unseren Partnern meistern wir so die großen Herausforderungen der Infrastruktur. 5 . 2020 | BRÜCKENBAU

BRÜCKENBAUWERKE Neue Innquerung für Fußgänger und Radfahrer

Martinsbrücke in der Marktgemeinde Zirl von Thomas Sigl

1 Erscheinungsbild der 2019 fertiggestellten Brücke © David Schreyer

Im Bereich der Gemeinden Zirl und Unterperfuss verläuft der sogenannte Innradweg entlang dem orographisch rechten Flussufer Inn im Gemeindegebiet von Unterperfuss. Die Marktgemeinde Zirl liegt im Tiroler Inntal am orographisch linken Ufer und war bisher vom Ortskern nur über Umwege an diesen internationalen Fernradweg angebunden. Durch den Bau der neuen Geh- und Radwegbrücke verfügt sie nun über einen direkten Anschluss an die von der Schweiz über Österreich bis nach Deutschland reichende Radwanderroute.

1 Entwurf Beim Entwurf einer Brücke mit einer Gesamtlänge von ca. 100 m ist der Tragwerksplaner aufgerufen, einerseits ein schlankes und elegantes Erscheinungsbild des Bauwerks zu kreieren sowie andererseits für eine robuste und langlebige, zugleich aber wirtschaftliche

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Gesamtstruktur zu sorgen. Zudem war auch die Forderung der wasserbautechnischen Sachverständigen nach einem pfeilerfreien Feld über der Hauptabflussrinne des Inns ein wesentliches Kriterium für die Brückenkonzeption.

2 Orographisch linker Pfeiler mit Martinswand im Hintergrund © David Schreyer

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Unter Berücksichtigung dieser Aspekte wurde als Tragwerksentwurf eine HolzBeton-Verbundkonstruktion mit der Ausbildung eines Trapezsprengwerkes über dem Inn entwickelt. Der Brückenhauptträger wurde als blockverleimter Brettschichtholzquerschnitt aus heimischem Fichtenholz geplant, der, in drei Schüssen gefertigt, im Bauzustand als Gerberträger wirken sollte. Die Stoßausbildung erfolgte dabei mittels massiver, gelenkig verbundener Stahlplatten, welche in den Enden der einzelnen Schüsse eingefräst und durch Stabdübel kraftschlüssig angeschlossen sind. Nach dem Betonieren der schubfest mit dem Blockträger verbundenen Fahrbahnplatte wirkt das Tragwerk im Endzustand als Durchlaufträger über drei Felder mit Stützweiten von 25,50 m in den Randfeldern und von 45,00 m im Mittelfeld: Das Stützweitenverhältnis beträgt dementsprechend 1:1,76:1.

4 Ansicht © Ingenieurbüro Thomas Sigl

5 Grundriss © Ingenieurbüro Thomas Sigl

3 Ausbildung des Gerbergelenks © Baubezirksamt Innsbruck

Die schubfeste Verbindung von Brettschichtholzträger und Fahrbahnplatte gewährleisten 25 cm breite und 3,50 cm tiefe, quer zur Blockträgerlängsachse gefräste Kerven und je 20 Tellerkopfschrauben (d = 10 mm) mit einer Einschraubtiefe von >120 mm.

6 7 8 Querschnitte: in Brückenmitte, am Pfeiler und am Widerlager © Ingenieurbüro Thomas Sigl

5 . 2020 | BRÜCKENBAU

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9 Randfeld noch auf Hilfsunterstellung © Baubezirksamt Innsbruck

2 Tragkonstruktion Die Höhe des Holzquerschnittes ist veränderlich und variiert zwischen 1,00 m in den Randbereichen und 1,35 m über den Pfeilern, in Brückenmitte beträgt die Tragwerkshöhe 1,05 m. Die Breite des Holzquerschnittes misst konstant 4,10 m an der Oberkante, während sie an der Unterkante unterschiedlich ausfällt, und zwar aufgrund seiner variierenden Höhe und des seitlichen Anzuges von 48°. Und: Resultierend aus dem seitlichen Anzug des Brettschichtholzträgers, gewinnt die Brücke zum einen ihr äußerst schlankes Erscheinungsbild, zum anderen ist dergestalt der maximale konstruktive Holzschutz gewährleistet. Die Stahlbetonfahrbahnplatte wurde mit einer Breite von 4,30 m ausgeführt und ragt beidseitig 10 cm über den Holzquerschnitt hinaus. Die Oberseite der Fahrbahnplatte ist von beiden Rändern mit 2 % zur Brückenmitte geneigt, ihre Dicke variiert, sie beträgt in Brückenmitte 20 cm und ca. 24 cm an den Plattenrändern.

BRÜCKENBAU | 5 . 2020

Als Abdichtung wurde eine zweilagige Isolierfolie gewählt. Entlang den beiden Rändern wurden Stahlbetonrandbalken montiert, welche die 3,50 m breite, asphaltierte Fahrbahn begrenzen. Auf diese Randbalken wurde außerdem die Geländerkonstruktion aus verzinktem Stahl aufgedübelt, als Füllung dient hier ein Seilnetz aus Edelstahl. Die zulässige Verkehrslast der neuen Brücke entspricht den Vorgaben der ÖNORM EN/B 1991-2 für Fußgängerbrücken. Zudem wurde das Tragwerk für das Befahren mit einem 25-t-Lkw mit Achslasten von 80 kN bzw. 170 kN (gemäß zurückgezogener ÖNORM B 4200/1970) ausgelegt. Damit und dank der gewählten Fahrbahnbreite ist gewährleistet, dass die Brücke im Einsatzfall und auch zu Zwecken der Revision mit den erforderlichen Gerätschaften befahren werden kann. Die flach gegründeten Widerlager wurden in Stahlbetonbauweise hergestellt, ebenso wie die Pfeiler der Brücke, die allerdings in die Fundamentblöcke biegesteif eingespannt und mit dem Tragwerk gelenkig verbunden sind – als Gelenkkonstruktion in Stahlbauweise. Die Fundamente der Pfeiler wurden auf Mikropfählen gegründet, wobei im Boden verbleibende Spundwandbohlen mit einer Einbindetiefe von 3,00 m unter dem Unterwasser der Pfeilergründung den Schutz vor etwaigen Auskolkungen gewährleisten.

Das Tragwerk ist auf den Pfeilern gelenkig und horizontal unverschieblich gelagert, an den beiden Widerlagern sind hingegen Längsverformungen möglich. Als Fahrbahnübergangskonstruktionen wurden Schleifbleche eingebaut. Die Errichtung der Geh- und Radwegbrücke begann in der Niederwasserperiode Ende 2018 bis Anfang 2019 und war im Sommer 2019 abgeschlossen.

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10 Einhub des Randfeldes inklusive Anschlussplatten © Baubezirksamt Innsbruck

3 Montage Eine besondere Herausforderung bei der Herstellung des Bauwerks war die Montage der Brettschichtholzträger. Die Schusslänge der Randfelder beträgt 33,50 m (ca. 62 t), jene des Mittelfeldes 30,30 m (ca. 53 t), die Breite der Holzträger und damit ihre Transportbreite jeweils 4,10 m. Das orografisch rechte Randfeld wurde von zwei Mobilkränen vom Uferbereich aus eingehoben.

11 Stützenkopf nach Tragwerksverschub © Baubezirksamt Innsbruck

Für den Einhub des orographisch linken Rand- sowie des Mittelfeldes war indessen die Errichtung eines Leitdammes von der orographisch linken Seite bis zur Flussmitte des Inns erforderlich. Die zwei Felder wurden von einem Mobilkran mit einer Traglast 500 t eingehoben. Beide Randfelder wurden im Bereich der Sprengwerkspfeiler zunächst auf einer Hilfsunterstellung mit Teflongleitlagern aufgesetzt. Nach dem Einhub des Mittelfeldes konnten die Randfelder dann in ihre endgültige Lage verschoben werden.

Durch den anschließenden Einbau der Gelenkbolzen mit d = 120 mm erfolgte die kraftschlüssige Koppelung der Tragwerksteile. Nach diesem Schritt wurde der Stützenkopf der Sprengwerkspfeiler betoniert und dadurch mit den an den Brettschichtholzträgern schon vormontierten Stahlbauteilen verbunden. Nach dem Aushärten der Stützenkopfbereiche begann wiederum der Ausbau der Hilfsunterstellung.

12 Einheben des Mittelfeldes © Baubezirksamt Innsbruck

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13 Martinsbrücke: Blick über den Inn nach Süden © David Schreyer

4 Schwingungsanregungen Eine wesentliche Bemessungssituation war auch die Schwingungsanregung durch Fußgänger. Die Ergebnisse der dynamischen Berechnung zeigten Frequenzen von 1,83 Hz für die erste Eigenform. Da sie im kritischen Bereich für die Anregung durch Fußgänger liegen, wurde im Mittelträger ausreichend Platz für den Einbau eines Schwingungstilgers vorgesehen. Durch die guten Dämpfungseigenschaften des Holzträgers ergaben sich rechnerisch jedoch nur Vertikalbeschleunigungen von 0,39 m/s2, induziert durch die Fußgängerbelastung. Im Endausbau bestätigte sich die sehr gute Dämpfungseigenschaft des Holzes, so dass auf den Einbau eines Schwingungstilgers verzichtet werden konnte.

BRÜCKENBAU | 5 . 2020

5 Schlussbemerkung Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass mit dem Neubau der Geh- und Radwegbrücke in Zirl ein modernes, robustes und sehr ästhetisches Tragwerk in HolzBeton-Verbundbauweise wirtschaftlich errichtet wurde. Die kurze Bauzeit, der sehr hohe Vorfertigungsgrad und die Verwendung nachwachsender, heimischer Baustoffe sind die wesentlichen Vorteile dieser Innquerung, die auf den Namen »Martinsbrücke« getauft wurde. Autor: Dipl.-Ing. Thomas Sigl Ingenieurbüro Thomas Sigl, Innsbruck, Österreich

Bauherren Marktgemeinde Zirl, Gemeinde Unterperfuss, Gemeinde Kematen, Land Tirol, (alle) Österreich Gesamtplanung Ingenieurbüro Thomas Sigl, Innsbruck, Österreich Gestalterische Begleitplanung Dipl.-Ing. Hans-Peter Gruber, Innsbruck, Österreich Bauausführung Strabag AG, Zirl, Österreich (Baumeister) Johann Huter & Söhne, Völs, Österreich (Holzbau) Bauleitung und Bauaufsicht Land Tirol, Baubezirksamt Innsbruck

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5 . 2020 | BRÜCKENBAU

BRÜCKENBAUWERKE Drei Ersatzneubauten im Gemeindegebiet Münsing

Holzbrückenfamilie am Starnberger See von Robert Buxbaum

1 Neue Fußgängerbrücke in Holzhausen © Ingenieurbüro Robert Buxbaum

Die Gemeinde Münsing liegt am Ostufer des Starnberger Sees, der sowohl als Naherholungsgebiet für die Region als auch aufgrund seiner Lage vor den Toren Münchens stark frequentiert wird. Im Zuge der Unterhaltung des Wegenetzes im Gemeindegebiet wurden 2020 drei Fußgängerbrücken erneuert. Die vorhandenen, seinerzeit teilweise ehrenamtlich errichteten Brücken verfügten über sehr einfache Konstruktionen und hatten dementsprechend konstruktive Defizite in Bezug auf ihre Dauerhaftigkeit, so dass sie inzwischen in einem schlechten Zustand waren. Die Aufgabe war nun, an den drei unterschiedlichen und mitunter schwer zugänglichen Standorten neue und möglichst baugleiche Holzbrücken zu realisieren.

BRÜCKENBAU | 5 . 2020

1 Ausgangssituation Im Zuge der Brückenprüfung nach DIN 1076 wurden bei den bestehenden Holzbrücken gravierende Schäden festgestellt, die überwiegend auf einen mangelhaften baulichen Holzschutz zurückzuführen waren. Neben einem unzureichenden Schutz der tragenden Teile des Überbaues selbst war vor allem auch das Fehlen von fachgerecht ausgebildeten Widerlagern bzw. Auflagerkonstruktionen eine Hauptursache für die Schädigungen.

Eine Instandsetzung durch Erneuerung von Bauteilen wäre zwar grundsätzlich möglich gewesen, schied aber aufgrund der konstruktiven Defizite und der damit erneut nur sehr begrenzt zu erwartenden Nutzungsdauer und eines entsprechend höheren Unterhaltungsaufwands aus. Stattdessen sollten Ersatzneubauten errichtet werden, die diese Schwachpunkte ausmerzen und den Ansprüchen moderner Holzbrücken hinsichtlich der Dauerhaftigkeit genügen.

2 Vorgängerbau: Durchfeuchtung, Pilzbefall und unzureichende Auflagerdurchbildung © Ingenieurbüro Robert Buxbaum

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2 Randbedingungen 2.1 Allgemeine Planungsvorgaben Die Brückenstandorte befinden sich in Seenähe und naturnaher Umgebung, weshalb der natürliche Baustoff Holz grundsätzlich beizubehalten war. Da es sich um kleine, aber ingenieurmäßig geplante Brücken handelt, sollten mit einem möglichst einheitlichen Entwurf für alle drei Bauwerke sowie einer Errichtung quasi »in einem Zug« Synergieeffekte ausgenutzt werden, um Kosteneinsparungen gegenüber einer jeweils individuellen Einzelplanung und -fertigung zu realisieren. Eine Brücke befindet sich im Verlauf des leicht zugänglichen und ufernahen Seerundweges, der von vielen Radfahrern und Fußgängern genutzt wird. Bei ihr musste auch die Befahrung mit einem Dienstfahrzeug berücksichtigt werden. Die beiden anderen Brücken, im Verlauf von Wanderwegen durch Waldgebiet gelegen, waren hingegen als reine Fußgängerstege zu konzipieren, wobei hier die Zugänglichkeit der Standorte für die Herstellung der Widerlager und die Montage maßgeblichen Einfluss auf die Gestaltung hatte. Die Brücken sollten ungedeckt ausgeführt werden, das Tragwerk aber über einen ausreichenden Witterungsschutz verfügen. 2.2 Topographische Verhältnisse Die topographischen Standortmerkmale bestimmen maßgeblich den Entwurf von Brücken, so dass die Realisierung von im Wesentlichen bauartgleichen Lösungen stark davon beeinflusst wird. Die Breite der zu überspannenden Gewässer bzw. der Geländesituation war zu unterschiedlich, weshalb eine Ausführung aller drei Brücken mit einheitlicher, also gleich langer Stützweite aus wirtschaftlichen Gründen ausscheiden musste.

Was die Höhenlage betrifft, wurde ein Kompromiss zwischen Lage und Gestaltung der Widerlager einerseits sowie einer maßvollen Geländeangleichung andererseits getroffen. Des Weiteren wirkten sich die überwiegend eingeschränkten Möglichkeiten zur Herstellung der Widerlager und des Einhubs vorgefertigter Überbauten auf die Gestaltung aus. Durch die Lage der Standorte in relativ unzugänglichem Waldgebiet und in einem Geländeeinschnitt war ein Einsatz größerer Baumaschinen und Kräne nicht denkbar. Stattdessen musste sowohl mit möglichst hohem Vorfertigungsgrad als auch mit kleinem Gerät gearbeitet werden, woraus vor allem eine Limitierung der maximalen Bauteilgewichte resultierte. 3 Planungsgrundlagen 3.1 Dauerhaftigkeit Um möglichst dauerhafte und langlebige Brücken zu realisieren, stand in der Entwurfsphase das erfahrene Ingenieurbüro Miebach beratend zur Seite. Außerdem wurden sowohl die Musterzeichnungen für Holzbrücken der Qualitätsgemeinschaft Holzbrückenbau e.V. als auch die Empfehlungen zur baulichen Durchbildung von Holzbrücken des nationalen Anhangs zur DIN EN 1995-2 berücksichtigt und die Hauptträger unter anderem als »geschützte Bauteile« ausgeführt. Neben den im Holzbau zu beachtenden Konstruktionsgrundsätzen flossen zudem die Erkenntnisse aus den Schäden der Vorgängerbrücken in die Gestaltung der Widerlager und Auflagerkonstruktionen in die Planung ein.

3.3 Baugrund- und Gewässerverhältnisse Aufgrund der verhältnismäßig geringen Bauwerkslasten war der Einfluss auf den Baugrund nahezu vernachlässigbar, so dass die Dimensionierung der Abmessungen von Gründungsbauteilen und Widerlagern eher konstruktiven als statischen Gesichtspunkten folgte. Auch wenn es sich bei den überspannten Bachläufen nur um kleine Gewässer III. Ordnung handelt, wurde bei der Gründung auf einen ausreichenden Schutz gegen Unterspülung und Auskolkung sehr wohl geachtet. Ein während der Bauzeit auftretendes lokales Starkregenereignis mit entsprechenden Abflussmengen bestätigte bereits frühzeitig, dass ein solcher für kleine Brücken vermeintlich unverhältnismäßig hoher Aufwand nicht nur sinnvoll, sondern letztlich sogar zwingend notwendig ist, um irreparable Schäden an Gründungen und Überbauten möglichst zu vermeiden. 4 Konstruktion 4.1 Stützweiten und Querschnitte Die Stützweite der Überbauten beträgt bei zwei Brücken 6,15 m und bei der dritten Brücke 10,50 m. Unter Berücksichtigung aller Anforderungen und Randbedingungen fiel die Wahl auf eine Ausführung als einfeldrige, ungedeckte Balkenbrücken. Die lichten Breiten zwischen den Geländern messen bei den beiden Fußgängerbrücken 1,50 m und bei der Fuß- und Radwegbrücke 2,50 m.

3.2 Tragwerksplanung Die Brücken wurden auf Grundlage der Eurocodes für Holzbrücken bemessen. Für das bei einer der Brücken zu berücksichtigende Dienstfahrzeug wurde in Abstimmung mit der Gemeinde ein Fahrzeug mit 3,50 t Gesamtgewicht bzw. einer maximalen Achslast von 2,50 t sowie einem Radstand von 1,80 m und einer Radaufstandsfläche analog einem SLW 3 angesetzt. Das Bemessungsmodell gemäß DIN EN 1991-2 für die unplanmäßige Anwesenheit von Fahrzeugen auf der Brücke fand hingegen keine Anwendung. Bemessungsmaßgebend waren hierbei der Schubnachweis des Bohlenbelags sowie die Belagträger und deren Auflagerpunkte auf der Unterkonstruktion bzw. Abdichtung.

5 . 2020 | BRÜCKENBAU

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3 Brücke über den Wirtsbach © Ingenieurbüro Robert Buxbaum

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4 Brücke über den Sachstattgraben © Ingenieurbüro Robert Buxbaum

5 Brücke über den Kuglmühlbach © Ingenieurbüro Robert Buxbaum

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4.2 Überbauten Die Hauptträger des Überbaues bilden Fichtenbrettschichtholzträger mit unterschiedlicher, an den jeweiligen Spannweiten orientierter Querschnittshöhe. Um die für die Montage notwendige Stabilität des Überbaues und eine ausreichende Seitensteifigkeit zu erzielen, wurden zwischen den Hauptträgern in regelmäßigem Abstand Querträger angeordnet, die mittels Vollgewindeschrauben mit den Hauptträgern verbunden sind. Die Hauptträger erhielten auf der Oberseite eine nichtrostende Blechabdeckung (Ugitop) mit Nageldichtband und seitlichem Überstand. Zum Schutz vor Schlagregen wurden sie seitlich mit einer hinterlüfteten Stülpschalung aus Lärche versehen. Um insbesondere auch die gefährdeten Hirnholzbereiche an den Auflagern zu schützen, wurden die Trägerenden weitgehend abgeschrägt, und es wurde darauf geachtet, dass stirnseitig ein ausreichender Abstand zu den Kammerwänden gewährleistet bleibt.

6 Stülpschalung und Abdichtung unterhalb der Belagsebene © Ingenieurbüro Robert Buxbaum

7 Unterseite: Brettschichtholzträger in Längsrichtung © Ingenieurbüro Robert Buxbaum

4.3 Unterbauten Die Widerlager wurden flach auf einer Schroppenlage gegründet und als Kolkschutz ein Steinverbau ausgeführt. Eine Herstellung der Widerlager in Ortbeton

wäre aufgrund der topographischen Randbedingungen nur mit erheblichem Aufwand möglich gewesen. Sie wurden daher als Fertigteile konzipiert und dann an Ort und Stelle auf entsprechend vorbereitete Gründungssohlen abgesetzt. Da die Standortbedingungen auch den Einsatz größerer Maschinen nicht ohne Weiteres erlaubten, fiel die Wahl auf kompakte Bagger, womit das maximal mögliche Bauteilgewicht auf ca. 1,50 t begrenzt war. Um Gewicht zu sparen, wurden die Widerlager überdies zweiteilig ausgeführt und die Abmessungen außerdem auf die statisch und konstruktiv minimal notwendigen Werte begrenzt.

8 9 Setzen der Widerlager auf bauseits vorbereitete Sohlen © Ingenieurbüro Robert Buxbaum

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BRÜCKENBAUWERKE Um einen möglichst passgenauen und einfachen Versetzvorgang zu gewährleisten, erfolgte die Aufteilung der Widerlager nicht in vertikaler, wie zum Beispiel bei Winkelstützwänden üblich, sondern in horizontaler Richtung. Dazu wurden die Fertigteile so ausgebildet, dass die Auflagerbank einteilig blieb und die aufgehende Kammerwand direkt auf ihr platziert werden konnte. Für die Verbindung der Bauteile wurden verschraubbare Wandschuhe aus der Fertigteilbranche verwendet, die ein schnelles und kraftschlüssiges Fügen und einen Toleranzausgleich erlaubten und zugleich die statischen Beanspruchungen aufzunehmen vermögen. 4.4 Lager Die Lager wurden allseitig als gelenkige Festlager in Stahlbauweise ausgeführt. Das Augenmerk lag vor allem auf der Einhaltung eines ausreichenden, dem konstruktiven Holzschutz geschuldeten Abstands der Trägerenden und deren Hirnholzflächen von der Auflagerbank. Für diesen Abstand sorgen Walzprofile, die in Köcher in den Auflagerbänken einbinden und den Überbau quasi »aufständern«. Der gelenkige Anschluss wurde als einschnittige Scherlochleibungsverbindung ausgeführt, zur Verbindung mit dem Überbau wurde auf das um 45° abgeschrägte Hirnholz der Hauptträger eine Stirnplatte mit Vollgewindeschrauben aufgeschraubt. Die Lager wurden am Überbau komplett vormontiert, beim Einhub in die entsprechenden Aussparungen in den Lagerbänken eingefahren und nachträglich vergossen. 4.5 Abdichtung und Belag Zum Schutz der Hauptträger wurde unter dem Gehbelag eine bituminöse Abdichtung auf Schalung ausgeführt. Die Abdichtungsebene erhielt mittels konischer Lagerhölzer ein Quergefälle von ca. 2,50 %, der Randabschluss erfolgte durch gekantete Ortbleche mit ausreichendem Überstand und Tropfnase. Ein besonderes Merkmal der Abdichtung ist, dass sie komplett durchdringungsfrei realisiert wurde und die Belagträger nur punktuell und zudem schwimmend auflagern. Unter den Punktlagern wurden Bautenschutzmatten angeordnet. Die Lagesicherung des Bohlenbelags für Horizontalkräfte musste demnach anderweitig sichergestellt werden: Dies wurde durch die Anbindung des Bohlenbelags an die Geländerpfosten mittels Randträgern erzielt. Als Belag kam ein geriffelter Bohlenbelag mit Wechselfalz aus Lärche zur Anwendung. Die Bohlendicke beträgt 6 cm bei den reinen Fußgängerbrücken sowie

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10 CAD-Modell eines Widerlagers © Ingenieurbüro Robert Buxbaum

11 Hauptträger mit Lagerkonstruktion beim Einhub © Ingenieurbüro Robert Buxbaum

10 cm bei der Fuß- und Radwegbrücke mit zu berücksichtigendem Dienstfahrzeug. Ein geschlossener Bohlenbelag wurde deshalb gewählt, um die ansonsten durch die Spalten auf die Abdichtungsebene fallenden und dort liegenbleibenden Verschmutzungen möglichst zu vermeiden. Der Übergang des Belags zu den Widerlagern ist hinsichtlich der Dauerhaftigkeit eine besonders gefährdete Stelle. Zum Schutz des Überbaues bzw. der Trägeren-

den wurde daher mit einem Schleppblech (Tränenblech) ein geschlossener Belagsübergang ausgeführt. Das Schleppblech wurde oberkantenbündig in die jeweils letzte Belagsbohle eingelassen und verschraubt, auf der Widerlagerseite wurde das Blech mittels Inbusschrauben mit Senkkopf und Sacklochgewinde auf einen Randabschlusswinkel aufgeschraubt. Montagetoleranzen ließen sich durch das entsprechende Ausfälzen der letzten Bohle problemlos ausgleichen.

12 Übergang des Bohlenbelags zum Widerlager mit Schleppblech © Ingenieurbüro Robert Buxbaum

BRÜCKENBAUWERKE 4.6 Entwässerung Die Abdichtungsebenen der Brücken besitzen ein Quergefälle von ca. 2,50 %, die Auflagerbänke wurden mit einem Gefälle nach vorne ausgeführt. Als Schutz der Auflagerbereiche des Überbaues gegen Spritzwasser konnte mit der aufgeständerten Lagerkonstruktion ein Abstand des Hirnholzes von der Auflagerbank von ca. 30 cm erreicht werden. 4.7 Geländer Insbesondere bei kleinen Brücken haben die Geländer einen nicht unerheblichen Anteil an den Gesamtkosten des Überbaues. Ziel war daher der Entwurf einer für alle drei Brücken möglichst einheitlichen Lösung. Wichtigstes Gestaltungsmerkmal ist der Pfostenabstand, durch den fast alle Geländerbauteile geometrisch und statisch definiert werden. Der Abbund wiederum wird umso wirtschaftlicher, je weniger unterschiedliche Bauteile anzufertigen sind. Infolgedessen ist die exakte Spannweite der Brücken das Ergebnis eines für alle drei Stege einheitlichen Abstands der Geländerpfosten. Das Geländer wurde als Füllstabgeländer aus Lärche gemäß Musterzeichnung der Qualitätsgemeinschaft Holzbrückenbau ausgeführt. Alle horizontalen Flächen wurden abgeschrägt oder mit einem Deckbrett versehen, die Füllungen vorgefertigt und auf Distanz mit Mini-HVPVerbindern mit den Pfosten verschraubt. Statt Nut- und Zapfenverbindungen wurden alle Bauteile stumpf gestoßen bzw. gefügt. Mit Ausnahme der Endpfosten wurde auch der bewitterte Anschluss der Geländerpfosten an die Hauptträger nicht geschlitzt ausgeführt. Die Pfosten wurden

stattdessen mit Bolzen stumpf an Stirnplatten angeschlossen, die ihrerseits Teil der an die Hauptträger angeschraubten Stahlkonsolen sind. Die Geländerkonsolen waren dabei nicht nur für die Holmlast und das Eigengewicht des Geländers zu bemessen, sondern auch für die Horizontalkräfte aus dem an die Pfosten angeschlossenen und ansonsten schwimmend gelagerten Bohlenbelag. Aufgrund der zur Gewichtsersparnis erfolgten Minimierung der Abmessungen der Widerlagerelemente waren die Kammerwände zu schlank, um die Endpfosten fachgerecht auf ihnen befestigen zu können. Für die Verankerung der Endpfosten und für einen ausreichenden Toleranzausgleich wurden an den Kammerwänden daher Vouten ausgeführt. 5 Herstellung und Montage Den Zuschlag für Herstellung und Montage der Überbauten erhielt eine ortsansässige Zimmerei, von der die Brücken bis auf den Bohlenbelag komplett vorgefertigt wurden. Die Herstellung der Betonfertigteile der Widerlager übernahm der gemeindeeigene Bauhof. Versetzt wurden die Fundamente gemeinsam mit dem Tiefbauunternehmen, welches mit den Erdarbeiten und der Ausführung des Steinverbaues beauftragt war. Die Montage war so zu takten, dass einerseits eine weitestgehend unterbrechungsfreie Nutzung vor allem des vielfrequentierten Geh- und Radweges entlang dem Starnberger See möglich blieb und andererseits die einzelnen Arbeits-

schritte für die Firmen nicht zu sehr entzerrt wurden. Als Erstes wurden daher die Erdarbeiten, das Setzen der Widerlager und die Sicherung mittels Steinverbaus an den reinen Fußgängerbrücken und zum Schluss an der Geh- und Radwegbrücke ausgeführt sowie der Einhub der Überbauten durch den Zimmereibetrieb so abgestimmt, dass unverzüglich nach Fertigstellung der Unterbauten der Einhub zunächst wiederum der Geh- und Radwegbrücke und anschließend der reinen Fußgängerbrücken erfolgte. Mit diesem Ablauf ließ sich die Sperrung des Geh- und Radwegs bzw. die dortige Bauzeit maximal verkürzen, und die Firmen konnten dennoch nacheinander und zusammenhängend ihre jeweiligen Leistungen ausführen. Die Unterbauten wurden im Zuge der Erdarbeiten mit kompakten Baggern eingehoben und anschließend hinterfüllt. Der Steinverbau als Kolkschutz war ebenfalls vor dem Einhub fertigzustellen, weil dessen Errichtung im Bereich der Auflagerbänke vom Überbau behindert worden wäre. Das Einheben der Brücken erfolgte an zwei Tagen. Abgesehen von dem Risiko, bei unvorhergesehenen Komplikationen möglicherweise nicht alle drei Brücken am gleichen Tag einheben zu können, ließ sich aufgrund der unterschiedlichen topographischen Verhältnisse an den jeweiligen Standorten auch nicht ein und derselbe Kran nacheinander verwenden. Bei einer Brücke gaben die Platzverhältnisse, unter anderem bedingt durch den umgebenden Wald, den Einsatz selbst eines kleinen Teleskopmobilkrans nicht her.

13 14 Einhub der Brücken bei beengten Verhältnissen in Waldgebiet © Ingenieurbüro Robert Buxbaum

5 . 2020 | BRÜCKENBAU

BRÜCKENBAUWERKE Der hier verwendete 30-t-Hydraulikmontagekran war wiederum für den Einhub der Brücke mit der größten Stützweite hinsichtlich Hublast und Auslegerlänge nicht ausreichend, weshalb für diese Brücke ein 35-t-Teleskopmobilkran hinzugezogen werden musste, wobei die Lage des Bauwerks im Waldgebiet das Bewegen des Teleskopmastes, vor allem aber zum Einschwenken des Überbaues zwischen den Bäumen, gleichfalls erschwerte. Die Brücken wurden beim Einheben auf vorbereitete Unterbauhölzer auf den Lagerbänken abgesetzt, womit eine Ausrichtung des Überbaues bzw. der bei seiner Montage noch nicht vorhandenen Belagsoberkante auf das Niveau der Oberkante der Widerlager und auch ein geringfügiges Ausrichten in Längs- und Querrichtung noch möglich blieben. Sofort danach wurden die Lager vergossen und die Bohlenbeläge nacheinander auf allen drei Brücken aufgebracht. 6 Resümee Das Projekt bekräftigt die Erfahrung vieler Planer, dass der Aufwand bei kleinen und vermeintlich einfachen Brücken dem für große Querungen in nicht viel nachsteht, wenn die Planung ingenieurmäßig und im Einklang mit den geltenden

15 Absetzen des Überbaus auf die Auflagerbänke © Ingenieurbüro Robert Buxbaum

Regelwerken bzw. dem Stand der Technik erfolgen soll. Eine gute Konzeption und Detailplanung sind bei diesen Bauwerken genauso entscheidend wie bei größeren Vorhaben.

Letztlich lief die Herstellung vor allem dank der sehr gut vorbereiteten und ausgeführten Arbeit aller Beteiligten reibungslos und ohne Komplikationen ab – und das Erscheinungsbild der Brücken in St. Heinrich, Ambach und Holzhausen, alle Gemeindegebiet Münsing am Starnberger See, sorgte bereits in den ersten Tagen nach ihrer Eröffnung für positive Rückmeldungen von Passanten und der ortsansässigen Bevölkerung. Autor: Dipl.-Ing. (FH) Robert Buxbaum Ingenieurbüro Robert Buxbaum, Wolfratshausen

Bauherr Gemeinde Münsing Entwurf Ingenieurbüro Robert Buxbaum, Wolfratshausen Ingenieurbüro Miebach, Lohmar (Beratung) Objekt- und Tragwerksplanung, Bauüberwachung Ingenieurbüro Robert Buxbaum, Wolfratshausen Bauausführung Zimmerei Thomas Schurz, Münsing Bauhof Münsing, Mario Kobstädt, Münsing Matthias Maier Tiefbau GmbH, Eurasburg Metallbau Voggenreiter GmbH, Gelting Hölzl Kran GmbH, Reichersbeuern Schlosserei-Metallbau Huber, Münsing

16 17 Fußgängersteg und Fuß- und Radwegbrücke nach Fertigstellung im Oktober 2020 © Ingenieurbüro Robert Buxbaum

BRÜCKENBAU | 5 . 2020

BRÜCKENBAUWERKE Innovatives Bauwerk mit Widerlagern aus geokunststoffbewehrter Erde

Pilotbrücke »Stokkumer Straße« bei Emmerich von Michael Girmscheid, Felix Lehmann, Thorsten Balder, Hartmut Hangen

Für den Ersatzneubau der Brücke »Stokkumer Straße« wurden im Rahmen eines Pilotprojektes zur Reduzierung der Bauzeit moderne Technologien angewandt: Die Fertigung des Stahlverbundüberbaus inklusive Abdichtung und Kappen erfolgte auf einem benachbarten Parkplatz. Der ca. 40 m lange und 400 t schwere Überbau wurde dann mit Hilfe von SPMT-Einsatz in einer Wochenendsperrung eingefahren und auf den Widerlagern abgesetzt. Die Widerlager wurden aus geokunststoffbewehrter Erde hergestellt, hierbei handelt es sich um eine nicht geregelte Bauweise. So finden sich in den Regelwerken der Straßenbauverwaltung für Brückenbauwerke keine Festlegungen zu derartigen Konstruktionen, die sich im Hinblick auf ihr Trag- und Verformungsverhalten deutlich von massiven Widerlagern unterscheiden. Vor diesem Hintergrund wurden entsprechende Anforderungen und Nachweise zum Trag- und Verformungsverhalten der bewehrten Erde ausgearbeitet. Das Widerlager wurde zudem mit einer umfassenden Messtechnik ausgestattet, um die Rechenannahmen zu verifizieren.

1 Grundlagen In Nordrhein-Westfalen (NRW) hat das Verkehrsministerium in Zusammenarbeit mit Straßen.NRW ein Acht-Punkte-Programm vereinbart mit dem Ziel, Verkehrseinschränkungen durch Baustellen zu reduzieren [1]. Ein Baustein des AchtPunkte-Programms ist die funktionale Ausschreibung von Bauleistung, in der keine detaillierte Leistungsbeschreibung vorgegeben wird, sondern im Wesentlichen Ziele definiert werden. Im Rahmen einer solchen Funktionalausschreibung wurde das Projekt »Ersatzneubau Stokkumer Straße« an die Heitkamp Brückenbau GmbH vergeben. Ziel von Heitkamp war die Minimierung der Bauzeit durch innovative Bauverfahren. Im Rahmen eines Vorentwurfs wurden verschiedene Varianten diskutiert und schließlich in Abstimmung mit Straßen. NRW und dem Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) festgelegt, die Brücke auf Widerlagern aus geokunststoffbewehrter Erde zu gründen. Zudem sollte der Brückenüberbau in Seitenlage auf einem benachbarten Parkplatz hergestellt und mit Hilfe von Self propelled modular transporter(SPMT-)Einsatz in Endlage transportiert werden. Die Sperrung des überführten Wirtschaftsweges sollte nicht länger als 80 Tage dauern und der Verkehr auf der Autobahn A 3 nur durch zwei Wochenendsperrungen beeinflusst werden. 2 Das Brückenbauwerk 2.1 Bestandsbauwerk Das zu ersetzende Bestandsbauwerk dient der Überführung eines Wirtschaftsweges über die A 3 bei Emmerich an der niederländischen Grenze. Der einfeldrige, ca. 6,50 m breite Brückenüberbau ist in Längsrichtung vorgespannt und wurde als zweistegiger Plattenbalken ausgeführt. Bei einer Stützweite von 34 m und einer Konstruktionshöhe von 1,50 m ergibt sich eine Schlankheit von 22,70. Das Bestandsbauwerk wurde im Jahr 1961 errichtet und für die Brückenklasse 12 nach DIN 1072 bemessen. Die geringe vorhandene Brückenklasse war Auslöser für Abbruch und Neubau der Brücke.

2.2 Neubau Als Ersatzneubau wird ein einfeldriger Verbundüberbau mit zwei dichtgeschweißten Stahlkästen und Ortbetonergänzung gewählt. Die Querschnittshöhe beträgt 1,45 m bei einer Stützweite von 36,80 m. Die Stützweite wurde im Vergleich zum Bestandsbauwerk vergrößert, da die Belastung nicht direkt an der Kante der Bewehrten-Erde-Konstruktion eingeleitet werden kann. Es ergibt sich somit eine Schlankheit von 25. Die dichtgeschweißten Kästen wurden in S355, die 25 cm dicke Ortbetonergänzung mit Beton der Festigkeitsklasse C35/45 ausgeführt. Die Bemessung erfolgte nach DIN EN 1993 für das LM1 nach DIN EN 1991. Der Brückenüberbau lagert auf Stahlbetonbalken in Ortbetonbauweise. Die Stahlbetonbalken sind oberhalb der bewehrten Erde angeordnet und ermöglichen die Unterbringung von Lagersockeln, Pressenansatzpunkten sowie den Einbau der Übergangskonstruktion in Kammerwand und Überbau. Die Bewehrte-Erde-Konstruktion wurde mit Fertigteilen aus Stahlbeton verkleidet. Diese wurden auf Konsolen, die an das Bestandsfundament angeschlossen sind, aufgestellt und an der Oberseite durch einen U-förmigen Ortbetonbalken ausgesteift. Danach erfolgte die Verfüllung des Spaltes zwischen Fertigteil und bewehrter Erde mit Blähton. Die Bemessung der Fertigteile bestimmt der Ansatz von Windlasten und Silodruck. Im Bereich der Flügelwände, die durch Winkelstützwände gebildet wurden, besteht die Verkleidung aus Gabionenwänden, die horizontal an die Bewehrte-ErdeKonstruktion angeschlossen sind. Dazu wurden Geogitter in die Gabionenfugen eingelegt und im Erdkörper verankert.

5 . 2020 | BRÜCKENBAU

BRÜCKENBAUWERKE

1 Bauwerksentwurf: Regelquerschnitt © Heitkamp Brückenbau GmbH

2 3 Bauwerksentwurf: Ansicht und Längsschnitt © Heitkamp Brückenbau GmbH

4 Verkleidung der Bewehrte-Erde-Konstruktion durch Stahlbetonfertigteile und Gabionen © Heitkamp Brückenbau GmbH

BRÜCKENBAU | 5 . 2020

BRÜCKENBAUWERKE

5 6 Lagerung beim Transport und Konzept der hydraulischen Steuerung © Heitkamp Brückenbau GmbH

2.3 Statische Randbedingungen beim Transport Der Transport erfolgte mittels SPMTs der Firma Wagenborg an vier Lastangriffspunkten unter jedem Stahllängsträger (Bild 5), wozu kraftgesteuerte Pressen eingesetzt wurden. Da die Anordnung von 2 x 4 Lastangriffspunkten zunächst eine statisch unbestimmte Lagerung darstellt, bei der es zu Zwängungen kommen kann, wurden die hydraulischen Pressen in den Radaufhängungen so in drei Gruppen gesteuert, dass sich eine statisch bestimmte Lagerung ergibt. Trotz der statisch bestimmten Lagerung wurden verschiedene Zwängungszustände untersucht, hierbei wurden Relativverschiebungen der Auflagerpunkte von 1–2 cm angesetzt. Daraus resultierten Zwangsbeanspruchungen in den Längsträgern und der Fahrbahnplatte, die bei der Bemessung berücksichtigt wurden.

Aufgrund des relativ weichen Brückenüberbaus kommt es bei dessen Absenken aus der Endverdrehung (Wechsel vom Einfeldträger mit Kragarm auf Einfeldträger) zu nennenswerten horizontalen Verformungen der Querträgerunterkante in Richtung der Kammerwände. Der Überbau wurde daher temporär auf Stahlprofile mit einer Gleitplatte mit PTFE-Schicht abgelegt, wodurch eine freie Verformbarkeit gewährleistet blieb. Danach erfolgten ein Anheben des Überbaus in den planmäßigen Pressenansatzpunkten und die Betonage der Lagersockel.

3 Widerlager aus geokunststoffbewehrter Erde 3.1 Grundlagen Die Verwendung geosynthetischer Bewehrungsprodukte zur Lösung geotechnischer Aufgabenstellungen ist aufgrund ökologischer und ökonomischer Vorteile gegenüber klassischen Bauweisen seit langem üblich. Geokunststoffbewehrte Stützkonstruktionen nehmen hierbei eine besondere Stellung ein und stellen einen der ältesten und häufigsten Anwendungsbereiche dar. Kunststoff-Bewehrte-Erde-(KBE-)Konstruktionen zeichnen sich im Vergleich zu konventionellen Bauweisen im Wesentlichen durch folgende Vorteile aus: – Duktiles Tragverhalten ermöglicht reduzierte Anforderungen an Baugrund und Hinterfüllmaterialien; – schnelle und daher kostengünstige Herstellung oder Entsorgung (bei temporären Konstruktionen) mit konventionellem Erdbaugerät; – geringes globales Erwärmungs potential (GWP); – vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten.

5 . 2020 | BRÜCKENBAU

BRÜCKENBAUWERKE Ursprung dieser Bauweise ist die in den 1960er Jahren durch den Franzosen Henri Vidal [2] eingeführte sogenannte Bewehrte Erde. Bereits in den 1980er Jahren wurden die hierbei eingesetzten Stahlbänder jedoch zunehmend durch vollflächige geosynthetische Bewehrungsprodukte ersetzt. Bild 7 zeigt am Beispiel eines Regelquerschnittes eines geokunststoffbewehrten Brückenwiderlagers das Prinzip einer KBE-Konstruktion mit den Hauptbestandteilen Zugbewehrung, Facingelement, Erdstoff (Bewehrter Erdkörper und Hinterfüllboden) sowie Belastungseinrichtung (zum Beispiel Widerlagerbalken). Neben den aktuellen Regelwerken, nach denen KBE-Konstruktionen bemessen werden – in Deutschland sind dies zusätzlich zu den Dachnormen EC 7 [4], DIN 1054 [5], DIN 4084 [6] und EBGEO 2010 [7] –, gibt es weltweit mittlerweile eine überaus große Anzahl an wissenschaftlichen Arbeiten und Fachaufsätzen zu nahezu allen relevanten Fragestellungen bei solchen Tragstrukturen. So findet man einen Überblick über die ersten Anfänge der Verwendung von Geokunststoffen als Bodenbewehrung für Stützkonstruktionen zum Beispiel in Allen [8], eine systematische Erhebung und Auswertung des Bauwerksverhaltens repräsentativer KBE-Konstruktionen bieten zum Beispiel Crouse und Wu [9]. Bathurst [10] hingegen vermittelt einen Überblick zum derzeitigen Stand der Technik und aktuellen Entwicklungen von Bemessungskonzepten und Modellierungen; ein Review ausgewählter Beiträge der jüngsten Internationalen Geosynthetic Konferenz (10th ICG) in Berlin zu ebenjenem Thema enthält auch Hangen [11].

8 Großversuche zur KBE-Tragfähigkeit © Aus [12] und [13]

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7 Regelquerschnitt des bewehrten Brückenwiderlagers bei Ilsenburg © Aus [3]

3.2 Geokunststoffbewehrte Brückenwiderlager Eine Vielzahl von Untersuchungen und Referenzprojekten hat gezeigt, dass geokunststoffbewehrte Stützkonstruktionen auch extrem hohe Einwirkungen abtragen können, ohne zu versagen oder mit übermäßig großen Verformungen aufzuwarten. Sehr eindrucksvoll konnte dies zum Beispiel im Rahmen von realmaßstäblichen Belastungsversuchen an der Landesgewerbeanstalt Nürnberg (LGA) [12] und [13] oder [14] demonstriert werden. Die Bilder 8 und 9 veranschaulichen die Versuchsanordnung und die horizontalen wie vertikalen Verformungen des untersuchten 4,50 m hohen KBE-Körpers für vertikale Belastung mit einem 1,00 m breiten und 3,00 m langen Betonbalken. Die horizontale Verformung des in zwei Stufen gefahrenen Versuches betrug

für realistische Spannungen unter einem Brückenwiderlagerbalken von 200–250 kN/m² selbst bei Erstbelastung an der höchsten Stelle nur ca. 4 mm. Die Gesamtsetzung maß bei der gleichen Belastung ca. 6 mm. Erst ab einer Auflastspannung von 500 kN/m², welche in der zweiten Stufe aufgebracht wurde und den Belastungsgrößen entspricht, welche im Rahmen der Stokkumer Straße zu erwarten sind, zeigten sich Anzeichen merklicher Verformungen. Ein Versagen der Konstruktion konnte aber auch unter der maximal aufbringbaren Belastung von 650 kN/m² nicht erreicht werden. In anderen Quellen wird die maximale Tragfähigkeit sogar mit ≤ 1.200 kN/m² angegeben [14].

9 Gemittelte Setzung des Auflagerbalkens und horizontale Verschiebungen während der ersten Belastungsstufe 0 < < 400 kN/m² © Aus [12] und [13]

BRÜCKENBAUWERKE Die bisherigen Erfahrungen mit geokunststoffbewehrten Stützkonstruktionen legen daher nahe, dass diese Technik unter Verwendung hochwertiger Bewehrungs- und Erdstoffe auch für die Errichtung von hochbelasteten Brückenwiderlagern vorgesehen werden kann. Eine Reihe von Referenzbauwerken zeigt, dass dies grundsätzlich in der Praxis umgesetzt wurde und welche unterschiedlichen Optionen dabei bestehen [15]. Für ein Brückenbauwerk mit Abmessungen und Randbedingungen wie an der Stokkumer Straße wurde die Bauweise in Deutschland aber bisher noch nicht realisiert. 3.3 Materialien Wie in 3.1 und 3.2 dargestellt, sind geokunststoffbewehrte Erdkörper grundsätzlich in der Lage, hohe Vertikalspannungen bei geringer Verformung abzutragen. Voraussetzung hierfür ist jedoch, dass der Erdkörper mit scherfestem und gut verdichtbarem Bodenmaterial ausgeführt wird. Außerdem sollten Geogitterbewehrungen verwendet werden, welche sich durch eine hohe Dehnsteifigkeit und geringes Kriechverhalten auszeichnen.

Im vorliegenden Projekt wurde entschieden, diese Anforderungen mit Hilfe eines relativ stark schluffigen, leicht kiesigen Fein- bis Mittelsandes zu erfüllen, welcher durch Zugabe von Mischbindemittel insbesondere zur Erhöhung der Steifigkeit verbessert wurde. Ein wesentlicher Grund für die Wahl jenes Erdstoffes war dessen Verfügbarkeit in geringer Transportentfernung. Als Geogitter kam ein hochzugfestes biaxiales Gelege aus dem Rohstoff Polyvinylalkohol (PVAL) zur Anwendung. Dessen Kurzzeitfestigkeit beträgt 400 kN/m, ferner zeichnet sich das gewählte Geogitter durch seine Langzeitbeständigkeit in alkalischem Milieu aus. Geogitter aus dem Rohstoff PET hingegen verlieren in alkalischer Umgebung sehr schnell an Festigkeit und konnten daher nicht verwendet werden. 3.4 Bemessung Die Standsicherheits- und Gebrauchstauglichkeitsnachweise wurden gemäß den Anforderungen der DIN EN 1997-1 [4], DIN EN 1997-1/NA und DIN 1054 [5] in Verbindung mit der EBGEO [7] geführt. Grundsätzlich umfassen die Standsicherheitsnachweise zunächst die bekannten

Nachweise der äußeren Standsicherheit (Nachweise der Sicherheit gegen Kippen, Gleiten und Grundbruch der Gesamtkonstruktion sowie gegen Gelände- bzw. Böschungsbruch). Für die Nachweise der Sicherheit gegen Kippen, Gleiten und Grundbruch wird eine KBE-Konstruktion als quasimonolithisches Bauwerk modelliert. Im vorliegenden Fall wurde der Nachweis der Sicherheit gegen Grundbruch für das Bestandsfundament erbracht, wodurch der analoge Nachweis für die KBE hinfällig war, da sich unter der KBE-Konstruktion keine vom Bestandsfundament unabhängigen Grundbruchkörper ausbilden können. Der Nachweis der Sicherheit gegen Gelände- bzw. Böschungsbruch wurde mit den Verfahren der DIN 4084 [6] geführt. In diesem Zusammenhang wurden auch Gleitlinien untersucht, die die KBE-Konstruktion durchdringen. Werden dabei Geogitterlagen geschnitten, ist aus dem Kräftedefizit zur Nachweisführung die Zugbeanspruchung der jeweiligen Geogitterlage abzuleiten.

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Zur inneren Standsicherheit zählen die Nachweise der Bemessungsfestigkeit der Bewehrung, des Herausziehwiderstandes der Bewehrung sowie der Nachweis der Anschlüsse, der Bewehrungsstöße und der Frontausbildung. Die maßgebenden Zugbeanspruchungen liefert dafür hauptsächlich die Nachweisführung gegen Gelände- bzw. Böschungsbruch. Der Reibungsbeiwert f zur Bestimmung des Herausziehwiderstands in der Grenzfläche zwischen Geogitter und Boden bzw. Geogitter und Geogitter wurde für das gewählte Produkt nach Herstellerangaben zu f = 0,9 • tan (φk‘) angesetzt und im Rahmen von Laborversuchen im Großrahmenschergerät nachgewiesen. Die Front der KBE-Konstruktion wurde nach der Umschlagmethode ausgebildet, bei der an der Front ein Umschlag des Geogitters nach oben und unterhalb der nächsten Geogitterlage erfolgt. Die notwendigen Herausziehwiderstände wurden über eine entsprechende Einbindung im Füllboden oberhalb des Umschlages gewährleistet. 3.5 Interaktion KBE–Brückenüberbau Die hochgesetzten Stahlbetonwiderlager wurden als klassische Flachgründung bemessen. Dabei sollten die maximalen mittleren Bodenpressungen in der Ersatzfläche (a’ x b’) 585 kN/m² nicht überschreiten. Die vordere Kante des Widerlagers wurde um 0,50 m hinter der Vorderkante der Bewehrte-Erde-Konstruktion angeordnet, um hohe Pressungen an der direkten Vorderkante zu vermeiden. Mittels FEM-Berechnungen wurden die in Bild 10 dargestellten vertikalen Verformungen der Bewehrte-Erde-Konstruktion prognostiziert. Die hohen berechneten Verformungen und die Verdrehung um die Brückenquerachse haben Auswirkungen auf das Lichtraumprofil sowie auf die Verformungen der Lager und Übergangskonstruktionen. Diese zusätzlichen Verformungen wurden entsprechend bei der Dimensionierung berücksichtigt.

3.6 Messtechnik und -programm Aufgrund der nicht geregelten Bauweise eines Brückenwiderlagers als KBE-Konstruktion waren für die Maßnahme die Erteilung einer Zustimmung im Einzelfall (ZiE) und, damit verbunden, eine geeignete messtechnische Begleitung erforderlich. Ziel des Messprogramms waren bzw. sind die Verifizierung der Berechnungsansätze bzw. der Verformungsprognosen und die Gewährleistung des Sicherheitsniveaus im Sinne der Beobachtungsmethode nach DIN 1054 [5] durch ein rechtzeitiges Erkennen eines möglichen Versagens. Das Messprogramm für die temporäre messtechnische Begleitung gemäß ZiE setzt sich aus Messungen der Verformungen und der Spannungen zusammen. Aufgrund der Frontverkleidung aus Stahlbetonfertigteilen und der seitlich angeordneten Gabionen ist die eigentliche KBE-Konstruktion vollständig verdeckt. Die Betrachtung von Verformungen ausschließlich mittels geodätischer Messungen wäre für die spätere Beurteilung deshalb unzureichend. Um das Verformungsverhalten im Inneren des KBEKörpers erfassen zu können, werden daher auch Messungen mittels Geogitterwegaufnehmern, Horizontalinklinometern und Erddruckmessdosen in der KBE durchgeführt. Mit Ausnahme der geodätischen Messungen erfolgen die Messungen ausschließlich unterhalb der Auflagerbank des festen Auflagerpunktes, da sich dort infolge des Abtrags der horizontalen Einwirkungen die maßgebenden Lastfälle und daher auch die maßgebenden Verformungen einstellen.

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10 Prognostizierte Vertikalverformungen © Heitkamp Brückenbau GmbH

Die Messbolzen für die geodätischen Messungen wurden so angeordnet, dass Veränderungen in Lage und Höhe und somit Setzungen, Setzungsdifferenzen und horizontale Verschiebungen an den Eckpunkten bzw. den maßgebenden Stahlbetonbauteilen des Bauwerks (Auflagerbalken, Bestandsfundament) erkannt werden können. Mit Hilfe der geodätischen Messungen lassen sich die tatsächlich eingetretenen Verformungen direkt mit den prognostizierten Verformungen der zuvor geführten FEM-Berechnungen bzw. den prognostizierten Setzungen und Verdrehungen der Bauteile vergleichen. Mittels der Inklinometermessungen in der KBE-Konstruktion kann die Setzungsverteilungen über ihren gesamten Längsschnitt festgestellt werden. Da die vorgesehenen Inklinometerrohre ca. 3 m länger als die KBE-Konstruktion sind, lässt sich auch das unterschiedliche Setzungs- bzw. Verformungsverhalten zwischen der KBE-Konstruktion und dem Hinterfüllbereich erfassen. Darüber hinaus können Größenordnung und Verteilung der Setzungen infolge der Lastausbreitung unterhalb der Auflagerbank bestimmt werden. Zur Vermeidung von Kollisionen und Zwängungen zwischen den Inklinometerrohren und der übrigen Messtechnik wurde entschieden, die Inklinometerrohre übereinander und, statt in der Symmetrieachse (Stokkumer Straße), leicht versetzt anzuordnen.

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Unterhalb der Auflagerbank wurden Erddruckgeber platziert, um Bodenspannungen zu messen. Um die maßgebenden Spannungen zu erfassen, wurden Messgeber zur Aufnahme von vertikalen Spannungen direkt unter dem Punkt der Krafteinleitung, das heißt den Auflagerpunkten des Überbaus, angeordnet. Ziel der Messungen sind die Verifizierung der Lastausbreitung von der Auflagerbank in die KBE und ein entsprechender Vergleich mit dem für die Verformungsprognosen angesetzten bodenmechanischen Modell. Zur Verifizierung der Lastansätze des Überbaus soll zudem die Kraft am festen Auflagerpunkt des Brückenüberbaus mittels Kraftmessdosen ermittelt werden, um die gemessenen Boden- und Geogitterspannungen mit den tatsächlich wirkenden Lasten aus dem Überbau in Deckung zu bringen. An ausgewählten Bewehrungslagen der KBE wurden Geogitterdehnungsaufnehmer (Wegaufnehmer) angebracht. Über die gemessenen Dehnungen der Geogitter kann auf die Zugkräfte in den Geogittern geschlossen werden. Die Messungen dienen somit zur Verifizierung der Größenordnung der Zugbeanspruchung einerseits und der aktiven bzw. passiven Bereiche der KBE andererseits. Aufgrund dessen wurden die Wegaufnehmer dort angeordnet, wo mit potentiellen Scherfugen gerechnet wird. Bild 11 zeigt exemplarisch einen Wegaufnehmer während der Installation auf dem Geogitter.

11 Geogitterdehnungsaufnehmer während der Installation © Heitkamp Brückenbau GmbH

Die Messwerterfassung erfolgt mit Ausnahme der Inklinometermessungen und der geodätischen Messungen durch Aufzeichnungen und intervallmäßiges Auslesen der Messergebnisse vor Ort. Hierzu wurde seitlich des Widerlagers an der Vorsatzschale ein Messkasten angebracht, in dem die Leitungen der Erddruckgeber, der Geogitterdehnungsaufnehmer und der Kraftmessdose zusammenlaufen. Die Inklinometermessungen und geodätischen Messungen sind Stichtagsmessungen zu vorzugebenden Zeitpunkten. Deren insgesamt neun Intervalle richten sich nach den Bauzuständen und die Nullmessungen nach dem jeweiligen Baufortschritt (Einbau des jeweiligen Messgebers). 36 Monate nach der Verkehrsfreigabe soll die letzte planmäßige Messung erfolgen. Kurzfristig nach dem Auslesen bzw. der jeweiligen Messwerterfassung werden die Ergebnisse einer Erstauswertung unterzogen, um beurteilen zu können, ob unerwartete Belastungs- oder Verformungszustände vorliegen. Darüber hinaus sollen die Messergebnisse hinsichtlich der Modellbildungen im Detail ausgewertet werden.

3.7 Erste Messergebnisse Die Messergebnisse der ersten sechs Messphasen (Null- bis fünfte Folgemessung mit Ausbau-, aber ohne Verkehrslasten) werden zum Zeitpunkt der Manuskripterstellung im Detail noch ausgewertet. Die geodätischen Messungen der an den seitlichen Wänden des Auflagerbalkens angeordneten Messmarken zeigen Verformungen im unteren Millimeterbereich und bestätigen zugleich die erwartete geringe Verdrehung der Auflagerbank in Richtung Überbau. Absolut fallen die Verformungen des Auflagerbalkens deutlich geringer aus als mittels FEM-Berechnungen prognostiziert. Anhand der Erstauswertung der Geogitterdehnungsaufnehmer konnten die in den Geogittern aktivierten Zugspannungen abgeleitet werden: Sie betragen mit wenigen kN/m nur einen Bruchteil der Bemessungsfestigkeit der eingebauten Geogitter. Zusammenfassend lässt sich zum jetzigen, frühen Stand der Auswertung davon ausgehen, dass deutliche Tragreserven in der Konstruktion aus bewehrter Erde vorhanden sind. Alle gemessenen Verformungen befinden sich in einem für die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit verträglichen Maß.

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12 Parallele Herstellung der beiden Widerlager © Heitkamp Brückenbau GmbH

4 Bauausführung 4.1 Widerlager Die Bauarbeiten im Bereich des Bestandsbauwerkes begannen mit dem Rückbau des vorhandenen Wirtschaftsweges auf den Rampen und dem Freilegen der Brücke. Für die später erforderliche Aufstellfläche der Fertigteilverkleidung wurde die Fundamentverbreiterung erstellt. Am Wochenende ab dem 20. September 2019 um 22.00 Uhr wurde das alte Spannbetonbauwerk bis auf die Bodenplatte der Widerlager in einer ersten Vollsperrung der BAB A 3 abgerissen und das Abbruchmaterial von der Baustelle gefahren. Am Sonntagmittag konnte die Autobahn dann wieder für den Verkehr freigegeben werden. Gänzlich ohne Beeinträchtigung des Autobahnverkehrs wurde in der darauffolgenden Woche parallel an beiden Achsen mit der Erstellung der geogitterbewehrten Erdwiderlager begonnen (Bild 12). Für die schnelle und reibungslose Ausführung wurden im Vorfeld in einem 1:1 maßstäblichen Probefeld die Einbautechniken und Geräteeinsätze optimiert und das Personal geschult. Durch diese Maßnahmen konnten die erforderlichen Einbaulagen des geogitterbewehrten Erdkörpers innerhalb von nur einer Woche bis zur Unterkante des Auflagerbalkens fertiggestellt werden. Mit den einzelnen Schüttlagen erfolgte die Baugrubenverfüllung. Im östlichen Widerlager musste

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13 KBE-Herstellung hinter dem Widerlagerbalken © Heitkamp Brückenbau GmbH

mit der geogitterbewehrten Erde umfangreiche Messtechnik in unterschiedlichen Lagen für das spätere Monitoring der Konstruktion eingebaut werden. Oberhalb der KBE Konstruktion wurden dann die Stahlbetonauflagerbalken mit den Kammerwänden und den späteren Lagersockeln in Ortbetonbauweise errichtet, die Arbeiten erfolgten wiederum parallel an beiden Achsen. Sodann schloss sich die Montage der dahinterliegenden Winkelstützelemente an, die als Flügelersatz dienen. Diese Arbeiten nahmen ein Zeitfenster von etwa einem Monat in Anspruch.

Danach wurden die hinter dem Auflagerbalken befindlichen Bereiche der geogitterbewehrten Erde aufgebaut und die Baugruben weiter verfüllt. Währenddessen wurde auch die unabhängig vor dem Erdwiderlager stehende Vorsatzschale aus Stahlbetonfertigteilen als Widerlagerverkleidung an beiden Seiten der Autobahn montiert, die Gabionen im Flügelbereich aufgestellt sowie verfüllt und die Bauwerksausstattung (Entwässerungsrinne und Böschungstreppen) komplettiert.

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4.2 Überbau Die Arbeiten an dem aus zwei Stahlhohlkästen bestehenden Stahlverbundüberbau begannen Anfang August mit der Sperrung des zum Brückenbauwerk nahegelegenen Autobahnparkplatzes »Hohe Heide«. Nach einigen vorbereitenden Tätigkeiten wurde hier das Traggerüst für die Herstellung des Überbaus errichtet. Mit der Anlieferung und dem Ablegen der Stahlhohlkästen auf den Stütztürmen und dem Aufbau der Schalung für die Verbundbetonplatte wurden die Leistungen fortgeführt. Es folgte der Einbau der Bewehrung für die Fahrbahnplatte und der Endquerträger. Die Lager wurden ebenso schon im Bereich der Endquerträger montiert wie die Fahrbahnübergangskonstruktion an einem Überbauende. Die Fertigung des Überbaus erfolgte somit ganz konventionell, lediglich räumlich versetzt zum späteren Brückenbauwerk. Die weiteren Arbeitsschritte waren also das Aufbringen der Abdichtung, die Herstellung der Kappen samt Geländer und das Aufbringen der Schutzschicht. Wichtig für die korrekte und passgenaue Ausführung des Überbaus waren die korrekten Vorgaben der Verformungen in den unterschiedlichen Bauzuständen, die damit im Zusammenhang stehenden Bauteilabmessungen und die sorgfältige Bauvermessung, damit der Überbau später in der Endlage zwischen die Widerlager passt.

14 Anheben des Überbaus auf Endhöhe mittels Hubgerüst © Heitkamp Brückenbau GmbH

4.3 Transport Während der Planungsphase der Bauausführung spielte das später für das Einfahren des Überbaus notwendige Transportkonzept eine wesentliche Rolle. Der sehr weiche Stahlverbundüberbau musste die aus den unterschiedlichen Transport- und Lagerungszuständen auftretenden Belastungen schadensfrei aufnehmen. Daher war das Transportkonzept frühzeitig festzulegen, um die entsprechenden Angaben in der Statik berücksichtigen zu können.

Die Herstellung des ca. 400 t schweren Überbaus auf dem Parkplatz in Endhöhe hätte ein sehr hohes Traggerüst erfordert und unnötige Schwierigkeiten bei der Andienung des Bauteils mit allen erforderlichen Materialien verursacht und die Zugänglichkeit für die Arbeiter verkompliziert.

15 Überbau während des Transportes © Heitkamp Brückenbau GmbH

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16 Brückenüberbau beim Einheben © Heitkamp Brückenbau GmbH

Daher sah das Konzept vor, den Überbau auf einem tiefliegenden Traggerüst zu errichten, das fertige Bauteil mit einem Hubgerüst unter den Endquerträgern auf Einbauhöhe anzuheben, in der dann die Übernahme auf die SPMTs erfolgt. Die Anordnung der SPMTs für den darauffolgenden Längstransport konzentrierte sich in den Drittelspunkten des Überbaus mit frei auskragenden Endquerträgern, wobei die unterschiedlichen Verformungen planerisch in der Statik ebenso abgesichert und berücksichtigt werden mussten wie Setzungsdifferenzen in den Auflagerpunkten während der Fahrt. Durch mehrere gekoppelte Hydraulikkreise ließ sich für den Längstransport eine statisch bestimmte Lagerung erreichen: siehe auch 2.3.

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Nur zwei Monate nach dem Brückenabbruch konnte der komplette Überbau in einem Stück in Endlage eingefahren werden. Dazu wurde er am Vortag der zweiten Vollsperrung der A 3 mit dem Hubgerüst angehoben und auf den SPMTs abgesetzt. In der Nacht wurde dann die Mittelstreifenüberfahrt für das Einfahren in Endlage hergestellt. Am Morgen des 23. Novembers 2019 wurden in nur ca. 5 h der Längstransport der Brücke über ca. 500 m und das Einfahren in Endlage erfolgreich durchgeführt. Der Überbau wurde auf temporären Absetzstapeln und Hydraulikpressen abgesetzt. In diesem Zustand konnten die vorbereiteten Lagersockel und die Lager vergossen werden. Es folgten die Rückbauarbeiten an der Mittelstreifenüberfahrt, bevor dann die Autobahn am Sonntagmorgen wieder freigegeben wurde. Nach dem Einfahren des Überbaus wurden schließlich die letzten Arbeiten an der Übergangskonstruktion vorgenommen und der Straßenbau des Wirtschaftsweges komplettiert, so dass die Maßnahme innerhalb der 80-Tage-Vorgabe erfolgreich abgeschlossen werden konnte.

Die Heitkamp Brückenbau GmbH hat die Bauweise patentrechtlich geschützt und als Marke unter »Heitkamp Schnellbaubrücke« eintragen lassen. Autoren: Dipl.-Ing. Michael Girmscheid Thomas & Bökamp Ingenieurgesellschaft mbH, Münster Dipl.-Ing. Felix Lehmann ELE. Beratende Ingenieure GmbH, Essen Dipl.-Ing. Thorsten Balder Heitkamp Brückenbau GmbH, Herne Dipl.-Ing. Hartmut Hangen Huesker Synthetic GmbH, Gescher

BRÜCKENBAUWERKE Literatur [1] Ministerium für Verkehr des Landes NordrheinWestfalen (Hrsg.): Handout Infrastrukturpaket, 08. Mai 2018. [2] Vidal, H.: Die bewehrte Erde; in: Annales de l’Institut Technique du Batiment et des Travaux Publics, Supplément au no. 299, Nov. 1972. [3] Herold, A.: Das erste Straßenbrückenwiderlager in Deutschland als Permanentkonstruktion in der Bauweise KBE-Kunststoffbewehrter Erde; in: Floss, R. (Hrsg.): Tagungsband der 7. Informations- und Vortragstagung über »Kunststoffe in der Geotechnik« (KGEO), März 2001, München, Sonderheft der Zeitschrift Geotechnik der DGGT, 2001, S.113–119. [4] DIN EN 1997-1:2014-03: Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik, Teil 1: Allgemeine Regeln. Berlin. [5] DIN 1054/A2:2015-11: Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau – Ergänzende Regelungen zu DIN EN 1997-1; Änderung 2. Berlin. [6] DIN 4084:2009-01: Baugrund – Geländebruchberechnungen. Berlin. [7] Deutsche Gesellschaft für Geotechnik (Hrsg.): EBEGO. Empfehlungen für den Bau und die Berechnung von Erdkörpern mit Bewehrungen aus Geokunststoffen. Berlin, 2010. [8] Allen, T.M.; Bathurst, R.J.; Berg, R.R.: Global level of safety and performance of geosynthetic walls: An historical perspective; in: Geosynthetics International 9 (5–6): p. 395-450, 2002. [9] Crouse, P.E.; Wu, J.T.H.: Long-Term Field Performance of Geosynthetic-Reinforced Soil Retaining Walls. Center for Mechanically Stabilized Backfill Research University of Colorado at Denver, Report No. CDOT-DTD-97-12, May 1996.

[10] Bathurst, R.J.: Challenges of an recent progress in the analysis, design and modelling of geosynthecic reinforced soil walls; in: Ziegler, M.; Bräu, G.; Heerten, G.; Laackmann, K. (Hrsg.): Tagungsband der 10th ICG, Giroud Lecture auf der International Conference on Geosynthetics, 21.–25.9. 2014 in Berlin. Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V. (DGGT), 2014, Paper 235. [11] Hangen, H.: Review ausgewählter Beiträge der 10th ICG. Geokunststoffbewehrte Gründungspolster auf vertikalen Traggliedern. Bewehrte Stützkonstruktionen, Interaktion Geogitter – Boden; in: Ziegler, M. (Hrsg.): Tagungsband der 15. FS-KGeo. 26.3.2015 in München. Deutsche Gesellschaft für Geotechnik DGGT, 2016, S. 11–16. [12] Alexiew, D.: Belastungsversuche an einem 1:1-Modell eines geogitterbewehrten Brückenwiderlagers. In: Katzenbach, R. (Hrsg.): Tagungsband des 14. Darmstädter Geotechnik-Kolloquiums. März 2007. Mitteilungen des Institutes und der Versuchsanstalt für Geotechnik der Technischen Universität Darmstadt, Heft Nr. 76, 2007, S. 205–218. [13] Alexiew, D.; Detert, O.: Analytical and Numerical Analyses of a Real Scaled Geogrid Reinforced Bridge Abutment Loading Test; in: Dixon, N. (Hrsg.): Proceedings of the 4th European Geosynthetics Conference, Edinburgh, September 2008. [14] Bräu, G.; Bauer, A.: Versuche im Boden mit gering dehnbaren Geogittern; in: Floss, R. (Hrsg.): Tagungsband der 7. Informations- und Vortragstagung über »Kunststoffe in der Geotechnik« (KGEO), März 2001, München, Sonderheft der Zeitschrift Geotechik der DGGT, 2001, S.139–146.

[15] Hangen, H.; Bordbar, E.: Umsetzung geokunststoffbewehrter Stützkonstruktionen im Rahmen des Großprojektes Buitenring Parkstad; in: Vogt, C.; Moormann, C. (Hrsg.): Tagungshandbuch zum 11. Kolloquium »Bauen in Boden und Fels« der TA Esslingen, 16. und 17. Januar 2018, S. 193–199.

Bauherr Straßen.NRW, Niederlassung Krefeld Bauunternehmen Heitkamp Brückenbau GmbH, Herne Planung Bauwerk Thomas & Bökamp Ingenieurgesellschaft mbH, Essen Planung bewehrte Erde IBH – Herold & Partner Ingenieure Part mbB, Weimar-Legefeld Geotechnischer Prüfer Prof. Dr.-Ing. Dietmar Placzek, ELE. Beratende Ingenieure GmbH, Essen Bautechnische Prüfung Dr.-Ing. Renato Eusani, Wuppertal Messtechnik Fachhochschule Münster BIM-Begleitung Technische Universität Dortmund

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5 . 2020 | BRÜCKENBAU

AKTUELL Die Installation »Bridge Sprout« in München

Brückenschlag als (temporäre) Metapher von Michael Wiederspahn

Bekanntermaßen haben Brücken in aller Regel einen bestimmten Zweck zu erfüllen, nämlich Menschen und Maschinen das Überqueren von Hindernissen, von Straßen, Bahntrassen, Flüssen oder Tälern, zu ermöglichen oder zumindest zu erleichtern. Darüber hinaus sollten sie als Tragstrukturen im eigentlichen Sinne stets auch über eine überzeugende Gestalt verfügen, also im besten Fall eine Symbiose aus Ästhetik, Funktionalität, Robustheit, Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit verkörpern: Wenn sich jene Kriterien im Ein- oder Gleichklang befinden, werden die entsprechenden Entwurfsresultate berechtigterweise als »Ingenieurbaukunst« bezeichnet. Eine Art Brücke, die offenbar ganz anderen Regularien gehorcht und die zudem unvollendet erscheint, ist hingegen selten, gibt es aber durchaus – wie die »Bridge Sprout« an der sogenannten Kleinen Isar in München veranschaulicht.

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(Gedachter) Brückenschlag in Richtung Schwindinsel © Christoph Knoch

1 Das Projekt Wer die parallel zur Isar verlaufende Widenmayerstraße mit dem Auto gen Norden be- oder entlangfährt, wird gemeinhin nicht registrieren, dass er einige Meter hinter der Maximiliansbrücke ein relativ kleines Bauwerk passiert, das sich aufsuchen und sogar betreten lässt. Um es begutachten zu können, bedarf es demnach einer gemächlicheren Form der Fortbewegung und erhöhter Aufmerksamkeit, was auch die Intention seiner Urheber widerspiegelt. So soll die »Bridge Sprout« oder »Brücken-Sprosse« als eine künstlerische Intervention im öffentlichen Raum begriffen werden, die Anwohnern wie Ortsfremden neue Perspektiven in, auf und von selbigem zu gewinnen erlaubt. Und das bedingt per se eine schrittweise Annäherung, vor allem aber eine bestimmte Offenheit und die Bereit-

schaft, das zunächst ein bisschen seltsam anmutende Gebilde samt quer angeordneter Rampe tatsächlich erund durchlaufen zu wollen. Auf den ersten Blick handelt es sich zweifelsohne um eine Fachwerkkonstruktion, die ob ihrer Kubatur an traditionelle Holzbrücken in den Alpen erinnert, deren geringe Länge gleichwohl irritieren muss, erstreckt sich dieser Übergang doch nicht bis zur gegenüberliegenden Flussseite, sondern endet bereits kurz hinter der Uferkante. Er ist also eher von symbolischer Bedeutung denn von praktischem Nutzen, wobei die verwendeten Rundhölzer aus bayerischen und schwäbischen Forstbetrieben mit nachhaltiger Waldbewirtschaftung sicherlich Assoziationen an Baumstämme und damit an die früher auf der Isar übliche Flößerei zu wecken vermögen.

AKTUELL

Aussichtsplattform im »Luftraum« über der Isar © Christoph Knoch

Ein weiterer Aspekt, aus dem Gestalt wie Struktur des vermeintlichen Fragments resultieren, erschließt sich wiederum nur bei genauerer Betrachtung, und zwar in oder aus dessen Innerem: Wie bei einem feststehenden Fernrohr ohne Drehmechanismus, das eine zuvor definierte Sichtachse aufspannt, werden nun plötzlich ansonsten kaum wahrzunehmende Zielpunkte fast unweigerlich erkennbar, wie eben die auf der Schwindinsel errichtete Plattform aus Holz, die den avisierten Brückenschlag zum dortigen Naturschutzgebiet quasi ideell zu vollziehen hilft. Laut den Initiatoren werde hier freilich bewusst nichts verbunden oder überquert, vielmehr sei die Installation als Einladung aufzufassen, den Luftraum über dem Wasser mit eigenen Gedanken oder Phantasien zu füllen und zum

Beispiel über Stadt, Natur, Verkehr, Stille, Lärm oder einfach über sich selbst zu reflektieren. Und insofern ähnelt sie im Grunde einer gebauten Metapher, die dazu aufruft, bis dato gebräuchliche Kategorien und Konventionen zu hinterfragen und sie lediglich als ein Angebot zu interpretieren, das es kontinuierlich auf Plausibilität zu überprüfen und zumindest im Einzelfall um sinnstiftende Zusatzbedeutungen anzureichern gilt. Die Tragstruktur Die in Laufflächenhöhe letztlich 9,80 m lange und 1,15 m breite Gesamtstruktur gliedert sich in zwei auskragende Gitterträger, die leicht schräg aneinanderlehnen und vorrangig über ein Fachwerk »arbeiten«.

Das heißt, alle anderen Stäbe sind für die Lastableitung von untergeordneter Bedeutung oder haben eine lediglich mitwirkende Funktion bei der Aussteifung. Dementsprechend wurde auch die Lagerung an die Primärkonstruktion angeschlossen, während die Fachwerke an den Knotenpunkten über Stahlrohre verbunden sind. Den diagonalen Stäben der Träger wurden also klar definierte Aufgaben zugewiesen: vertikale Lastabtragung über das Fachwerk, Queraussteifung über drei Paare der restlichen Diagonalstäbe. Zur Aussteifung der Fachwerke in Querrichtung dienen hingegen drei Zweigelenkrahmen und ein liegendes Fachwerk in Untergurtebene.

Ansicht der kompletten Kunstinstallation © Atelier Bow-Wow

5 . 2020 | BRÜCKENBAU

AKTUELL

Normalkraftverlauf bei kragseitiger Nutzlast: Druck in Rot, Zug in Blau © CES Büro für Tragwerksplanung

Details: Gegengewicht und Geländerbefestigung © Michael Wiederspahn

BRÜCKENBAU | 5 . 2020

Momentenverlauf der aussteifenden Zweigelenkrahmen © CES Büro für Tragwerksplanung

Isometrie der Tragstruktur samt integrierter Stahlelemente © Atelier Bow-Wow/CES Büro für Tragwerksplanung

Die exzentrischen Stabverbindungen erfolgen über Stahlbauteile. Da aus jenen Exzentrizitäten de facto Biegemomente resultieren, die es an den Fügepunkten von Stahlblech und Holz bzw. in den Rundstäben zu begrenzen gilt, wurde als Lösung gewählt, die Exzentrizitäten

in der projizierten Trägerebene gering zu halten und die verbleibenden Momente über torsionssteife Querverbindungen zu egalisieren. Bei den übrigen, nicht zur Primärstruktur gehörenden Knoten kamen wiederum einfache Passbolzen oder Spax-Schrauben zur Ausführung.

Die komplette Kunstinstallation lagert mittig auf der Flussmauer, in die ein Großteil der vertikalen Lasten eingetragen wird. In keinem Fall entstehen hier Zugkräfte, die Horizontalkräfte werden über Dübel in den »Baugrund« eingeleitet.

»Bridge Sprout« mit Rampe zur barrierefreien Erschließung © Christoph Knoch

BRÜCKENBAUWERKE Auf uferseitigem Ende der »Bridge Sprout« befindet sich zudem ein 2 t schwerer Betonkörper, der den »Effekt« eines Gegengewichts hat: Bei Nutzlasten auf dem Kragarm gewährleistet seine Aktivierung, ähnlich wie bei einem Kran, dass der Ausleger bzw. Steg nicht in die Isar kippt. Zur Berechnung und Bemessung wurden in vertikaler Richtung Nutzlasten von 5 kN/m² sowie außergewöhnliche Mannlasten im Randbereich der Auskragung angesetzt, als horizontale Einwirkungen waren Windlasten zu berücksichtigen. Die getroffenen Lastannahmen sind ansonsten ungefähr die gleichen wie bei konventionellen Brückenbauwerken, wobei von einer dauerhaften, nach Eurocode zu bemessenden Konstruktion ausgegangen wurde, die aufgrund ihrer exponierten Lage wie der zu erwartenden Bewitterung die Anforderungen der Nutzungsklasse 3 zu erfüllen hat und deshalb aus C-24-Holz zu fertigen ist. Eine Schlussbemerkung Den Auftakt zur Reihe »Carte Blanche« bildend, die als neues Format des Kulturreferats der Landeshauptstadt München zur Verwirklichung solcher Projekte dient und mit einem Finanzrahmen von jeweils 250.000 € ausgestattet ist, wurde die »Bridge Sprout« im Juli 2020 fertiggestellt – als ein temporäres Kunstwerk, das noch bis Herbst oder Winter kommenden Jahres der Entdeckung durch (weitere) einheimische wie auswärtige Besucher harrt. Autor: Michael Wiederspahn

Auftraggeber Landeshauptstadt München, Kulturreferat Projekt Atelier Bow-Wow, Tokio, Japan Projektpartner Architekturbüro Hannes Rössler, München Dipl.-Ing. Hannes Rössler Architekt BDA DWB Dipl.-Ing. Marion Roth (Mitarbeit) Tragwerksplanung CES Büro für Tragwerksplanung, München Dr.-Ing. Zoran Novacki Dipl.-Ing. Tim Brengelmann M. Sc. Jonas Schikore (Mitarbeit) Prüfstatik Dr.-Ing. Bernhard Behringer, München Landschaftsarchitektin Eva Weber, München Ausführung Holzbau Schmid e.K., Trostberg

5 . 2020 | BRÜCKENBAU

PRODUKTE UND PROJEKTE Großauftrag für MCE

Rheinbrücke Duisburg-Neuenkamp Die zur Habau Group gehörende MCE GmbH freut sich über den Zuschlag für ein Großprojekt mit einem Volumen von 500 Mio. €. Gemeinsam mit der Bietergemeinschaft, bestehend aus Hochtief sowie ZSB und PST, errichtet der Stahlbauspezialist aus Linz, Österreich, eine komplexe Konstruktion: Mit einer Länge von 800 m und einer Hauptöffnung von 380 m Breite entsteht auf der Bundesautobahn (BAB) A 40 in Duisburg-Neuenkamp die größte Schrägseilbrücke Deutschlands. »Die Beauftragung eines derart herausragenden Großprojektes ist eine erneute Bestätigung der hohen Brückenbaukompetenz der MCE«, so Hubert Wetschnig, CEO der Habau Group. Die Fertigstellung ist für das Jahr 2026 geplant. Für die Region hat dieses Projekt enorme Bedeutung, denn ca. 100.000 Kfz/d überqueren die alte Rheinbrücke. Dabei ist das in die Jahre gekommene Bauwerk, 1970 fertiggestellt, lediglich für maximal 30.000 Überquerungen pro Tag ausgelegt, was in weiterer Folge zu Problemen und Staus führt. Die neue Rheinbrücke ist ein bedeutendes Element beim Ausbau der A 40, mit dessen Lieferung und Montage die MCE betraut wurde. Insgesamt sollen die Maßnahmen zur Entspannung auf einem der wichtigsten Verkehrsströme in Nordrhein-Westfalen beitragen.

Visualisierung der künftigen Rheinquerung © DEGES GmbH/Keipke Architekten

Mit diesem Auftrag setzt die MCE ihren Erfolg im Großbrückenbau innerhalb Deutschlands fort. Bereits vor 20 Jahren war das Unternehmen an der Errichtung der Flughafenbrücke über den Rhein bei Düsseldorf beteiligt. Weitere Referenzprojekte aus der jüngeren Vergangenheit sind die Retheklappbrücke in Hamburg, eine der größten ihrer Art, sowie die 500 m lange Eldetalbrücke im Zuge der

BAB A 14 und die Schrägseilbrücken der BAB A 30 über das Werretal bei Bad Oeynhausen. Die im Bau befindliche Mangoldbrücke in Rosenheim oder die Rheinbrücke Hard–Fußach bestätigen ebenfalls die Kompetenz der MCE im Schrägseilbrückenbau. www.mce-hg.com

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VERLAGSGRUPPE W I E D E R Smit MixedMedia P A Konzepts HN VERLAGSGRUPPE W I E D E R Smit MixedMedia P A Konzepts HN 42

Biebricher Allee 11 b 65187 Wiesbaden Tel.: +49/611/98 12 920 info@verlagsgruppewiederspahn.de www.verlagsgruppewiederspahn.de Biebricher Allee 11 b www.symposium-brueckenbau.de 65187 Wiesbaden Tel.: +49/611/98 12 920 info@verlagsgruppewiederspahn.de www.verlagsgruppewiederspahn.de www.symposium-brueckenbau.de

BRÜCKENBAU | 5 . 2020

P R O D U K T E UANDDV EPARRKTO OTJU EK R IEATLLEL Großauftrag für Schorisch-Gruppe

Meilenstein der Firmengeschichte Es ist der größte Auftrag in der Firmengeschichte des Stahlbau-Kompetenzzentrums und ein weiterer Meilenstein für die Schorisch-Gruppe: Die Arbeiten für die Sanierung der Deichbrücke in Wilhelmshaven sind angelaufen. Dabei geschieht es nicht zum ersten Mal, dass die Stahlbauer aus Karstädt ein Technikdenkmal instand setzen. Vor allem mit aufwendigen Projekten wie den Drehbrücken in Malchow, Lübeck, Hitzacker oder Warnemünde hat sich das Team, das sich aus Ingenieuren, Stahlbauern und Schweißern zusammensetzt, deutschlandweit einen Namen gemacht. Und jetzt wird die alte Deichbrücke von Wilhelmshaven komplett saniert, konserviert und auf den aktuellen Stand der Technik gebracht, 111 Jahre hat sie inzwischen auf dem Buckel. Doch zuvor musste ihr größerer mit seinen ca. 500 t Eigengewicht nach über sechs Monaten Planung und Vorbereitung vom Königsstuhl, dem Drehpunkt der Brücke, gehoben und auf dem Hannoverkai zentimetergenau abgesetzt werden. Dafür war der größte Schwimmkran Deutschlands im Einsatz. Für den Transport hatten die Schorisch-Monteure eine Traverse aus Stahl untergeschoben, die ihrerseits 30 t wog. »Die Schwierigkeit bei dieser funktionalen Ausschreibung und der dafür doch recht kurzen Vorbereitungszeit lag darin, dass die Planung nicht wie üblich vom Bauherrn komplett vorgegeben wurde«, so Projektleiter Stefan Kotter, »sondern vielmehr in diesem Fall von Schorisch, basierend auf wenigen Informationen aus den Archiven und alten Zeichnungen, aufgearbeitet und für den Bauherrn erbracht werden musste.« Dieser größte Auftrag in der Firmengeschichte der Schorisch-Gruppe verlange allen Beteiligten ein Höchstmaß an Können und Erfahrung ab. Doch genau jenes Wissen um historische Drehbrücken, genietete Stahlbrücken sowie das Instandsetzungskonzept habe die Technischen Betriebe der Stadt Wilhelmshaven letztendlich überzeugt, so der Ingenieur. Der Auftrag umfasst die komplette Sanierung des Stahlskeletts mit dem Austausch von weit über 100 t Stahl, die Instandsetzung der Antriebstechnik und den Maschinenbau sowie den Rück- und Wiederaufbau des Drehpfeilers aus Beton, des Lagers der Brücke. Außerdem werden die komplette Steuerungs-, Beleuch-

Instandsetzung der Deichbrücke in Wilhelmshaven © Schorisch Magis GmbH

tungs- und Signaltechnik ersetzt und ein neuer Korrosionsschutz aufgebracht. »Bei der Instandsetzung dieser Drehbrücke ist eine weitere Herausforderung hinzugekommen«, so Stefan Kotter, »denn es müssen die aktuell gültigen Normen und der derzeitige Stand der Technik mit dem Denkmalschutz in Einklang gebracht werden.« Hierfür gebe es kein festes Regelwerk. Doch haben die Karstädter Stahlbauer schon einige, teils historische Bauwerke saniert, von Schiffshebewerken, Schleusen- und Wehranlagen und über Sperrtore und Deichverschlüsse bis hin zu stählernen Fischtreppen. In Wilhelmshaven musste gleich zu Beginn Millimeterarbeit geleistet werden, denn im Ems-Jade-Kanal stand dem 55 m langen und 25 m breiten Schwimmkran nur eine Breite von 40 m bei einem maximalen Tiefgang von 3 m zur Verfügung.

Dafür wurde der Kanal rund um die Brücke zuvor digital vermessen, außerdem mussten die Hafenwasserstände für die Vorbereitungen und die Montage der Traverse abgesenkt und für den Aushub mit dem Schwimmkran wieder angehoben werden. Und bei Behörden und Ämtern waren zusätzliche Anträge zu stellen sowie Genehmigungen einzuholen, und zuletzt war auch noch eine Kampfmittelräumung einzuleiten. Die nächsten Schritte im Zuge der Instandsetzungsarbeiten des historischen Bauwerks sind nun das Entschichten und der Austausch der schadhaften Teile. Geplant ist, bis Ende nächsten Jahres die Brücke wieder voll funktionsfähig auf ihrem neuen Königsstuhl in frischem Glanz erstrahlen zu lassen. www.schorisch-stahlbau.de

5 . 2020 | BRÜCKENBAU

PRODUKTE UND PROJEKTE Dehnfugenteileerneuerung durch Maurer

Praterbrücke in Wien Lediglich 3 x 15 min kann die Polizei den Verkehr anhalten, um auf der vierspurigen A-23-Autobahnbrücke das Einheben der neuen Dehnfugenmittelträger zu ermöglichen: ein sportlicher Zeitplan, der nur unter Einsatz des Maurer Modular Bridging System (MMBS) realisierbar war. Das Überbrückungssystem war vom Bauherrn, der Autobahn- und Schnellstraßenfinanzierung AG (ASFiNAG) getestet worden, bevor es erstmals auf einer österreichischen Autobahn zur Ausführung kam.

Liegende und aufgeklappte Elemente im Test © Maurer SE

Prinzip des Klappvorgangs © Maurer SE

Die Praterbrücke als Teilstück der Südosttangente Wien ist mit durchschnittlich 220.000 Kfz/d die meistbefahrene Autobahnbrücke Österreichs. Nun mussten auf der vierspurigen Brücke die Dehnfugen teilerneuert werden: Der Fugentausch in Richtung Süden erfolgte im Herbst 2019, jener in Richtung Norden im April 2020. Die Herausforderung war, die Sanierung ohne nennenswerte Verkehrsbeeinträchtigungen zu organisieren. Tagsüber musste der Verkehr weiterhin vierspurig rollen, und selbst nachts war keine Vollsperrung genehmigt worden, sondern ausschließlich eine maximal 15 min andauernde Anhaltung durch die Polizei.

BRÜCKENBAU | 5 . 2020

Einhub des zweiten Mittelträgerpaares © Maurer SE

Prüfende Blicke beim Funktionstest © Maurer SE

Um dies zu schaffen, wurde erstmalig auf einer österreichischen Autobahn das modulare Überbrückungssystem MMBS angewandt. Weil das Stahltragwerk der Brücke eine sehr geringe Belagsanschlusshöhe von ca. 60 mm hat, war keine große Fly-over-Lösung möglich, denn die Elemente ließen sich im Bereich der Praterbrücke nicht verankern. Für die kraftschlüssige Verankerung der MMBSElemente auf der Stahltragwerksseite der Brücke wurde eine Sonderlösung entwickelt. Da keine Vorerfahrungen vorlagen, testete die ASFiNAG zusammen mit der örtlichen Bauaufsicht und der ausführenden Baufirma die schrittweise Montage und Demontage sowie das Auf- und Zuklappen der MMBS-Elemente auf einem Probefeld, und zwar mit Überfahrungen ≤ 80 km/h sowie Bremsen und Anfahren. Ein MMBS-Element besteht im Wesentlichen aus drei Stahlplatten, wobei die beiden Rampenelemente und die Mittelplatte über Gelenke miteinander verbunden sind. Für die Arbeit im Baufeld wird die Mittelplatte mit einem Ladekran hochgeklappt, das Rampenelement auf der Abfahrseite nach unten gefaltet und beide werden senkrecht fixiert.

Die etwa 3 t schweren Elemente werden nebeneinander über das Arbeitsfeld gelegt und befestigt und sind dann auch von Schwerverkehr überfahrbar. Für die vier Spuren (14 m) auf der Praterbrücke waren elf von ihnen im Einsatz, die in einer Nacht verlegt und verankert wurden. Zunächst wurde das komplette »Innenleben« der alten Dehnfuge nach und nach entfernt, und zwar sechs Mittelträger von ca. 16 m Länge und alle zugehörigen Teile wie Traversen, Lager, Dichtungen und Federpakete. Die neuen Mittelträger wurden dann ebenfalls nachts eingehoben, was in Zweierpaketen erfolgte, mehr war aus Lastgründen nicht möglich. Tatsächlich wurde der Verkehr, wie vorgegeben, lediglich 3 x 15 min angehalten. In diesen kurzen Zeitfenstern wurden die MMBS gelöst, aufgeklappt und fixiert, ein Mittelträgerpaar eingehoben und versetzt und die MMBS wieder gelöst, geschlossen und fixiert. Die Teilerneuerung der Dehnfuge durch Maurer dauerte so rund fünf Wochen, die gesamte Baustelle zweieinhalb Monate. www.maurer.eu

Wirtschaftlich und nachhaltig.

PRODUKTE UND PROJEKTE Ersatzneubau als feuerverzinkte Verbundlösung

Rurbrücke Grünental in Monschau

Korrosion impossible

Neues Bauwerk nach Fertigstellung © Institut Feuerverzinken GmbH

Wer der Rur von der Quelle im belgischen Venn bis zur Mündung in die Maas im niederländischen Roermond folgen will, dem steht mit dem Rurufer-Radweg ein touristisches Höhepunkt zur Verfügung, denn die ca. 180 km lange Drei-LänderTour führt in Deutschland quer durch den Nationalpark Eifel, durch das Städtchen Monschau und an den Rurstauseen vorbei. Zur Gewährleistung der Durchgängigkeit der beliebten Strecke plante die Städteregion Aachen in Monschau einen straßenbegleitenden Geh- und Radweg mit Abtrennung zur Fahrbahn. Im Zuge dieser Baumaßnahme wurde die marode Stahlbetonbrücke »Grünental« der Kreisstraße 21 durch eine feuerverzinkte Stahlverbundkonstruktion ersetzt. Für die Städteregion Aachen sprach für die feuerverzinkte Verbundlösung das Gesamtpaket: Es waren kurze, witterungsunabhängig planbare Bauzeiten mit hoher Werkstattvorfertigung möglich, und die Zeit der Vollsperrung eines Teilstückes der Kreisstraße 21 ließ sich sehr kurz halten. Und: Durch das Feuerverzinken wird eine Korrosionsschutzdauer von 100 Jahren erreicht, im Gegensatz zu beschichteten Brücken werden so Kosten für Instandsetzungsarbeiten gespart und Eingriffe in den sensiblen Naturraum Eifel vermieden werden.

Das neue Bauwerk benötigt zudem keinen Mittelpfeiler, was dem Gewässerschutz entgegenkommt, da die Rur sich jetzt ein natürlicheres Bett suchen kann und bei Hochwasser ein besserer Durchfluss gewährleistet ist. Die als einfeldriges Bauwerk ausgeführte neue Brücke hat eine Gesamtstützweite von 23,75 m, wobei der Überbau dieser Stahlverbundstruktur aus drei stählernen Hauptträgern und einer 34 cm dicken Fahrbahnplatte aus Beton besteht, die sich wiederum aus 12 cm dicken Fertigteilplatten plus einer 22 cm starken Ortbetonergänzung zusammensetzt. Auf die Fahrbahnplatte wurde abschließend ein Belag mit einer Gesamtdicke von 8 cm aufgebracht. Die drei Hauptträger haben eine Länge von jeweils ca. 25,20 m und wurden aus Stahl S355 gefertigt. Die Feuerverzinkung der Brückenträger erfolgte gemäß DIN EN ISO 1461 und DASt-Richtlinie 022 unter besonderer Berücksichtigung der vom Industrieverband Feuerverzinken herausgegebenen »Arbeitshilfe zur Planung und Ausführung von feuerverzinkten Stahlkonstruktionen im Straßenbrückenbau« als Teil der Ausschreibung. Als Mindestzinkschichtdicke für die Hauptträger wurden 200 m festgelegt. www.feuerverzinken.com

Feuerverzinkte Straßenbrücken sparen Kosten und sind nachhaltiger.

Stahl- und Verbundbrücken dürfen seit kurzem auch in Deutschland feuerverzinkt werden und erreichen eine Korrosionsschutzdauer von 100 Jahren ohne Wartungszwang. Wissenschaftliche Untersuchungen wie beispielsweise eine Studie der BASt zeigen die Überlegenheit feuerverzinkter Brücken unter Kostenund Nachhaltigkeitsaspekten.

Mehr unter www.feuerverzinken.com/ bruecken

Rurquerung für Fahrradfahrer © Institut Feuerverzinken GmbH

Hauptträger »mit« Feuerverzinkung © Institut Feuerverzinken GmbH

INSTITUT FEUERVERZINKEN 5 . 2020 | BRÜCKENBAU

PRODUKTE UND PROJEKTE Effiziente Schwingungstilger von KTI Schwingungstechnik

Fußgängerbrücke über die Hase in Meppen Fußgängerbrücken neigen zu starken Schwingungen. Liegen eine oder mehrere Eigenformen in einem kritischen Frequenzbereich von 1,25–4,60 Hz, werden resonanzbedingte Vergrößerungen der Schwingungen durch Personenverkehr auf der Brücke angeregt. In Meppen wurde über den Fluss Hase eine Fußgängerbrücke in Schrägseilausführung mit einer Länge von 65 m und einem Gewicht von ca. 100 t errichtet. Bereits in der Planungsphase wurde festgestellt, dass eine vertikale Eigenform der Brücke zu unerwünschten Schwingungen durch den Fußgängerverkehr angeregt werden kann. Die hier zu erwartende Eigenfrequenz wurde mit 1,50 Hz abgeschätzt und liegt somit im kritischen Bereich. Zur Bedämpfung dieser Eigenform haben KTI-Fachingenieure zwei vertikal wirkende Schwingungstilger mit einer Schwingmasse von je ca. 1.000 kg entwickelt und eingebaut. Die Schwingmasse wird von vier hochwertigen Stahlfedern getragen, eine einstellbare viskose Dämpfung stellt die optimale Funktion der Tilger sicher. Weiterhin sind die Tilger mit je zwei Vertikalführungen ausgerüstet, die eine unerwünschte horizontale Auslenkung verhindern. Projektbedingt wurden die Tilger bereits im Werk des ausführenden Stahlbauunternehmens vor der Brückenmontage in das entsprechende Segment eingebaut. Da somit eine Vorabmessung auf dem fertiggestellten Bauwerk nicht möglich war, wurden die Tilger auf die rechnerisch ermittelte Eigenfrequenz der Brücke von 1,50 Hz ausgelegt. Zur korrekten Funktion ist es notwendig, dass Schwingungstilger präzise auf die Brückeneigenfrequenz abgestimmt sind. Es ist bekannt, dass die tatsächliche Eigenfrequenz einer Brücke von der rechnerisch ermittelten abweichen kann. Die Abstimmfrequenz der Tilger lässt sich nachträglich durch Hinzufügen oder Entfernen von Trimmgewichten in einem Bereich von ± 10 % variieren, was eine korrekte Abstimmung auch bei abweichender Brückeneigenfrequenz erlaubt. Nach Errichtung des Bauwerks wurde bei installierten Tilgern eine Schwingungsmessung auf der Brücke durchgeführt – und dabei eine Brückeneigenfrequenz von 1,60 Hz gemessen, sie lag somit 7 % über der rechnerischen Eigenfrequenz. Im Anschluss wurden die Tilger durch Entfernen von Trimmgewichten auf die gemessene Brückeneigenfrequenz abgestimmt. Der Zugang zu den Tilgern

BRÜCKENBAU | 5 . 2020

Querung der Hase in Meppen © KTI Schwingungstechnik GmbH

Schwingungstilger vor Auslieferung © KTI Schwingungstechnik GmbH

erfolgte von unten über ein auf einem Schwimmponton montiertes Gerüst. Nach Einstellung und Inbetriebnahme der Tilger wurden auf der Brücke Kontrollmessungen durchgeführt, und zwar bei Anregung durch eine Personengruppe bei verschiedenen Lastfällen. Die Dämpfung der Brücke wurde durch die Tilger auf ca. 5 % erhöht. Eingebrachte Schwingungen klingen also schnell ab, ein unzulässiges Aufschwingen der Brücke beispielsweise durch Vandalismus wird unterbunden. Durch den Einbau der Tilger wurden zudem die Brückenschwingungen reduziert. So verblieben die gemessenen Beschleunigungen nach Inbetriebnahme der Tilger innerhalb der Vorgaben gemäß VDI 2038 »Gebrauchstauglichkeit von Bauwerken bei dynamischer Einwirkung«. Die Strukturdämpfung einer Fußgängerbrücke in Stahlbauweise liegt übli-

Schwingungstilger unter der Brücke © KTI Schwingungstechnik GmbH

cherweise in einer Größenordnung von 0,50–1 %, in manchen Fällen sogar noch niedriger. Brücken mit geringer Dämpfung und niedriger Eigenfrequenz < 2 Hz können leicht zu großen Schwingungen angeregt werden. Durch KTI-Schwingungstilger wurden bereits bei einer Vielzahl von Fußgängerbrücken unerwünschte Schwingungen erfolgreich gedämpft. www.kti-trautmann.com

Vergleich: Schwingschriebe ohne (blau) und mit (rot) aktiven Tilgern © KTI Schwingungstechnik GmbH

PRODUKTE UND PROJEKTE Neue Epoxidharzbeschichtung von Sika

Alte Geestebrücke in Bremerhaven Stahlwasserbauten und Offshoreanlagen lassen sich mit der Neuentwicklung Sika Poxicolor SW Neu noch verarbeitungsfreundlicher und beständiger vor Korrosion schützen, denn die zweikomponentige Epoxidharzbeschichtung ist zähhart und weist eine höhere Abriebfestigkeit gegenüber dem Vorgängerprodukt auf. Die bekannte Problematik der Überschichtdicken mit Rissbildung und Enthaftung sowie Abplatzung an Bauteilkanten tritt beim Aufbringen dieser Neuentwicklung nicht auf, und sie erlaubt selbst feingliedrige Konstruktionen in der ausgeschriebenen Schichtdicke zu bearbeiten. Die lösemittelarme Beschichtung ist für KKS-Anlagen geeignet und als schnellhärtendes Einschichtsystem auch für den stationären Korrosionsschutz im Stahlhochbau einsetzbar.

Drehbrücke über die Geeste mit neuem Korrosionsschutz © Sika Deutschland GmbH

Die 1904 errichtete Alte Geestebrücke in Bremerhaven ist auf ihrer Unterseite jetzt mit einem Beschichtungssystem von Sika gegen Korrosion geschützt, bei dem als Produktkomponente Sika Poxicolor SW Neu zur Anwendung kam: Zunächst er-

Grundbeschichtung nach Applikation © Sika Deutschland GmbH

folgte das Strahlen der Stahloberfläche im Vorbereitungsgrad Sa 2 ½ nach DIN EN ISO 12944-4. Als Grundbeschichtung wurde dann SikaCor Zinc R in Grau appliziert, danach folgte die rotbraune Deckbeschichtung Sika Poxicolor SW Neu. Der Kantenschutz wurde ebenfalls mit dem Neuprodukt ausgeführt, und zwar in Schwarz. Sika Poxicolor SW Neu ist geprüft und gelistet von der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW), auch in Kombination mit der Grundbeschichtung SikaCor Zinc R sowie bei der Verarbeitung in KKS-Anlagen. Außerdem hat das Produkt die Prüfung nach Norsok M-501, Ausgabe 6, System Nr. 7A und 7B erfolgreich bestanden. www.sika.de

Deckbeschichtung und Kantenschutz in Schwarz © Sika Deutschland GmbH

KTI Schwingungstechnik GmbH Ihr Spezialist für Schwingungstilger Tel.: 02104-8025 75 / Fax: 02104-8025 77 info@kti-trautmann.com / www.kti-trautmann.com für Brücken / Gebäudedecken / Bühnen

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5 . 2020 | BRÜCKENBAU

PRODUKTE UND PROJEKTE Projektspezifische Permanentbefahranlage von Teupe

Talbrücke Heidingsfeld bei Würzburg Im Zuge des Ausbaus der A 3 bei Würzburg wird die Talbrücke Heidingsfeld neu errichtet, wobei sie über eine Länge von 634 m, zwei getrennte Überbauten mit mehr als 40 m Gesamtbreite und bis zu 45 m hohe Pfeiler aufweisen wird. Für regelmäßige Prüfungen des Bauwerkes nach DIN 1076 an den schwer zugänglichen Stellen unterhalb des Überbaus wird sie außerdem mit einem Brückenuntersichtgerät ausgestattet, das Teupe im hauseigenen technischen Büro objekt- und bedarfsbezogen entwickelt hat. Der Auftrag von Teupe umfasste alle Leistungen des Engineerings von der Projektierung und detaillierten 3-D-Konstruktionsplanung über die Erstellung der Fertigungs- und Übersichtszeichnungen, die Erbringung aller geprüften statischen Nachweise inklusive umfassender Dokumentation und der Erstellung von Wartungsanweisungen bis hin zur Vor-OrtMontage und Inbetriebnahme der Anlage. Ihre Fertigung erfolgte in der nach EN1090 EXC-3 zertifizierten Teupe-Maschinenbauwerkstatt, und zwar auf Basis der Maschinenbaurichtlinie 2006/42/EG und aller relevanten Normen einschließlich CE-Zeichen. Der Brückenbesichtigungswagen hat ein Eigengewicht von ca. 40 t. Die seitliche Reichweite der Hauptbühne beträgt ca. 15 m und lässt sich über eine Schiebelade auf 22 m elektrisch austeleskopieren, außerdem ist sie mittels eines Zahnkranzantriebs um 180° schwenkbar. Die Fahrschienen, die über ein optisches Messsystem überwacht werden, befinden sich an zwei voneinander getrennten Überbauten. Die Anlage verfügt über aufwendige Tandemfahrwerke, die eine elektronisch geregelte und überwachte Kurven-

Anlieferung (unter anderem) des Drehkranzes © Teupe & Söhne Gerüstbau GmbH

fahrt ermöglichen. Die Fahrgeschwindigkeit kann frequenzgesteuert angepasst werden, zusätzlich wurden hier für die Pfeilerbesichtigung und die Überprüfung der Brückenkappen elektrisch betriebene Hubbühnen integriert. Die Vor-Ort-Montage des Brückenbesichtigungswagens gliederte sich in drei Schritte: Zunächst wurden die Fahrwerke und Oberrahmen, dann der Hubturm mit dem schwenkbaren Drehkranz und schließlich die Hauptbühne und weitere Anbauteile realisiert; die drei Montageelemente haben jeweils ein Gewicht von ca. 10 t. Nach der Montage wurden einige Probe- und Justiertests mit dem Brückenbesichtigungswagen durchgeführt, wie zum Beispiel das Ausfahren der Schiebebühne und das Ineinanderfügen der Hubtürme. Die Sachverständigenabnahme erfolgte im dritten Quartal 2020 sowie direkt im Anschluss die Übergabe zur Nutzung an die Autobahndirektion Nordbayern.

Des Weiteren errichtete die Firma Teupe ein temporäres Fahrgerüst für die Ausführung von Korrosionsschutzarbeiten. Dieses Fahrgerüst wurde 2017 bereits für den ersten Überbau konzipiert, um die Deckbeschichtung aufbringen zu können. In diesem Jahr wurde die Konstruktion durch breitere Fahrwerke an den zweiten Überbau angepasst: Nach der Montage an der Talbrücke wurde sie vor Ort noch mit Raumgerüsten, Belag und einer Einhausung komplettiert. Das elektrisch betriebene Gerüst fährt auf den Schienen des Brückenbesichtigungswagens und verfügt über einen abklappbaren Mittelteil, so dass es die sechs Brückenpfeiler umfahren und auf der anderen Seite wieder in Betrieb genommen werden konnte. Nach Fertigstellung der Korrosionsschutzarbeiten wurde das Fahrgerüst im September 2020 demontiert, die Gesamtübergabe bzw. verkehrsbereite Fertigstellung der Gesamtstrecke ist für den Herbst 2021 vorgesehen. www.geruestbau.com

BRÜCKENBAU | 5 . 2020

Vor-Ort-Montage des Brückenbesichtigungswagens © Teupe & Söhne Gerüstbau GmbH

PRODUKTE UND PROJEKTE Baubeschleunigung dank Paschal

Bagsværd-Brücke in Dänemark Die Beobachtung der Betonaushärtung in Echtzeit ermöglichte Zacho-Lind eine verbesserte Planung, also den Daten entsprechend zu arbeiten und schließlich die Schalung früher zu entfernen und damit Zeit und Kosten einzusparen. Aufgrund der fundierten Daten wurde der optimale Zeitpunkt für das Entfernen der Schalung unter Gewährleistung der Sicherheit bestimmt. Dabei zeigten die Messungen, dass die Schalung gegenüber den erwarteten 14 d bereits nach 7 d abgenommen werden konnte – eine enorme Zeitreduktion, die zu drastischen Einsparungen bei den Mietkosten für die Bauausrüstung und so zu hoher Zufriedenheit beim Kunden führten. www.paschal.com

Geschwungene Stahlbetonbrücke in Bagsværd © Paschal-Werk G. Maier GmbH

In Dänemark ist das System zur intelligenten Betonüberwachung namens »Maturix« von Paschal schon seit längerem erfolgreich im Einsatz. Für den Bau einer geschwungenen Stahlbetonbrücke im dänischen Bagsværd kooperierte das ausführende Bauunternehmen ZachoLind A/S nun mit der Paschal Danmark A/S, um die zahlreichen Vorteile von Paschal Maturix im Baustelleneinsatz zu testen. Bei der Errichtung von Brücken erfordert der Aushärtungsprozess besondere Aufmerksamkeit, da er starken Umgebungseinflüssen wie Wind, Wetter oder Wärmequellen unterliegt. So darf die Schalung erst nach ausreichender Erhärtung des Betons entfernt werden, weil die Brücke nur bei Erreichen einer bestimmten Festigkeit die entstehenden Lasten eigenständig abtragen kann. Um diesen Betonierprozess zu optimieren, fiel nun die Wahl auf das intelligente Beton-Monitoring-System von Paschal: Die drahtlosen Maturix-Sensoren gewähren einen direkten Einblick in den Aushärtungsprozess des Betons. An drei Positionen, und zwar Mitte, Rand und Stoß, wurden die Sensoren hier installiert. Mit der webbasierten Software ließen sich derart die Temperaturentwicklung und die aufgrund der Sensormessungen geschätzte Festigkeit in Echtzeit verfolgen. Weitere Softwarefunktionen wie die automatische Dokumentation und Alarmeinstellungen sorgen zudem für einen kontinuierlichen Überblick über die Geschehnisse am Bau.

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5 . 2020 | BRÜCKENBAU

PRODUKTE UND PROJEKTE Innovative Linearbeleuchtung von Lux Glender

Geh- und Radwegbrücke in Frankenberg Das hessische Frankenberg (Eder) ist ein Mittelzentrum mit hoher Wirtschaftskraft und hat zudem einen idyllischen, mittelalterlichen Stadtkern. Um die Nahmobilität zu stärken, wurde entlang dem Flusslauf der Eder eine vormals verkehrsreiche Bundes- zu einer Uferstraße rückgebaut. Gleichzeitig sorgt eine neue, innovativ beleuchtete Brücke seit 2020 für eine wesentlich bessere und behindertengerechte Wegeführung. In der Vergangenheit ermöglichte eine in die Jahre gekommene hölzerne Brücke über den Walkegraben, einen Zufluss der Eder, vielen Passanten den Wechsel von einem Ufer zum anderen. Seit 2020 ist alles anders: Die bisherige hölzerne Flussquerung wurde durch ein 4 m breites barrierefreies und graziles Bauwerk ersetzt. Die S-förmig geschwungene Konstruktion hat eine Länge von ca. 30 m und endet auf beiden Uferseiten auf unterschiedlichem Höhenniveau.

Statisch funktioniert die Brücke in Stahlbauweise als torsionssteifer Hohlkasten, der als integraler Rahmen in die Widerlager eingespannt ist. Die geschwungene Form passt sich elegant in die vorhandene, uferbegleitende Vegetation ein und verlängert die Lauflänge der Brücke.

BRÜCKENBAU | 5 . 2020

Ihre doppelt gekrümmte Form und die dadurch entstandene Brückenlänge sorgen für eine maximale Steigung von 6 % und eine behindertengerechte Anbindung einer naheliegenden Parkfläche sowie eines benachbarten Seniorenheimes an die historische Innenstadt.

Auffälliges Merkmal des Neubaus ist seine schlanke Struktur, die das flache Flussbett des Walkegrabens nicht dominiert. Ihre zurückhaltende Ansicht wird von einer Lichtinnovation unterstützt, die tagsüber dezent im Hintergrund bleibt und sich erst mit beginnender Dunkelheit zur vollen Pracht entfaltet.

PRODUKTE UND PROJEKTE

Eine einzigartige Kombination aus LEDLicht und Handlauf eröffnete den Planern in Frankenberg neue Gestaltungsmöglichkeiten und eine blendfreie, durchgängig homogene Lichtverteilung: Das schwäbische Unternehmen Lux Glender hat ein Licht-im-Handlauf-System entwickelt, das die Brücke linear in Szene setzt. Diese Form der Beleuchtung vermeidet jene dunkleren Bereiche, die man bei einer klassischen punktförmigen Einzelbeleuchtung durch Straßenlaternen erwarten müsste, und dient zugleich der Sicherheit und der Unfallprävention.

Im Edelstahlhandlauf »Nina« von Lux Glender stecken LED-Stableuchten vom Typ Lux Glender Ultra Safe. Die LEDLeuchten in der Schutzart IP67 mit einem Stoßfestigkeitsgrad IK10 sind vandalismussicher und extrem robust, außerdem in variabler Länge erhältlich und daher für alle Einsatzzwecke anpassbar. Der Stadt Frankenberg war es wichtig, dass das Licht der Handläufe gezielt zur Lauffläche gedreht wird, um die Wasseroberfläche und Flora wie Fauna der Uferzone möglichst wenig zu stören.

Der verwendete Edelstahl der Korrosionsklasse III ist gegen Meer- bzw. Salzwasser, Umwelteinflüsse und Abgase beständig, auch längere Strecken können so mit nur einer Stromeinspeisung versorgt werden. Die Bürger von Frankenberg haben ihre neue Brücke und die besondere Beleuchtung bereits zu schätzen gelernt. Dank ihrem Lichtdesign wurde sie für viele Menschen zum neuen Wahrzeichen der Stadt. www.lux-glender.com

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5 . 2020 | BRÜCKENBAU

PRODUKTE UND PROJEKTE Komplexe Maßnahme »mit« Voruntersuchungen

Instandsetzung einer Fußgängerbrücke

Bauwerk vor und nach der Sanierung © SiB Ingenieurgesellschaft mbH/Bundesgütegemeinschaft Instandsetzung von Betonbauwerken e. V.

Viele Bauwerke der kommunalen oder bundeseigenen Infrastrukturen sind in die Jahre gekommen, wie zum Beispiel eine Fußgängerbrücke in Hessen, die jetzt instand gesetzt wurde. An einem Bahnhof gelegen und 1994 in Betrieb genommen, überspannt sie mit einer Gesamtlänge von ca. 103 m neun Bahngleise mit den dazugehörigen -steigen. Sie wird von einer Stahlkonstruktion überdacht und gliedert sich in sieben Felder, die aus π-Spannbetonfertigteilen bestehen. Pfeiler, Treppenabgänge und Podeste wurden aus Fertigteilen mit einem rötlich eingefärbten Splittbeton errichtet. Um das genaue Ausmaß der Schäden an der Stahlbetonkonstruktion festzustellen, beauftragte das städtische Tiefbauamt die SiB Ingenieurgesellschaft mbH, ein Mitglied der Landesgütegemeinschaft Betoninstandsetzung und Bauwerkserhaltung Hessen-Thüringen e.V., mit entsprechenden Untersuchungen, die folgendes Resultat erbrachten: Eine nicht fachgerechte Ausbildung der zu kurzen Ablaufrinnen, undichte und zu kurze Bewegungsfugen der π-Platten oberhalb der Stützen, wasserführende Risse und ungeschützte Sockelbereiche waren die Ursache für das jahrelange Eindringen von Tausalzwasser, wobei die Schäden an den Stützenköpfen besonders signifikant waren. Eine Instandsetzung der Stützenköpfe sowie der Stützen bis zur Fundamentoberkante war deshalb unvermeidlich. Aus wirtschaftlichen Gründen entschied man sich nun für den Abtrag der Stützenköpfe wie deren Neubetonage und für eine klassische Ertüchtigung der Betonstützen.

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dern abgestemmt. Danach erfolgte der Austausch der korrosionsgeschädigten Bewehrungsstähle bzw. deren Ergänzung. Dennoch ergaben sich bei Haftzugsversuchen nur Werte von 0,41–1,08 N/mm² bzw. 0,60–1,03 N/mm², verursacht durch Mikrorisse im Altbeton.

In enger Absprache mit der Deutschen Bahn konnten die Arbeiten teilweise nur in Nachtschichten sowie unter erhöhten Schutzvorkehrungen realisiert werden. Deswegen wurde der Beton auch nicht, wie ursprünglich geplant, mittels Hochdruckwasserstrahlen abgetragen, son-

Neubetonage der Stützenköpfe © SiB Ingenieurgesellschaft mbH/Bundesgütegemeinschaft Instandsetzung von Betonbauwerken e. V.

Austausch der Bewehrung und Haftzugsversuche © SiB Ingenieurgesellschaft mbH/Bundesgütegemeinschaft Instandsetzung von Betonbauwerken e. V.

PRODUKTE UND PROJEKTE Die Durchführung weiterer Versuche zeigte dann, dass das Stemmverfahren bei diesem Splittbeton einen negativen Einfluss auf die oberflächennahen Haftzugwerte hat. Und so wurde der Wechsel des Abtragsverfahrens auf HDW-Strahlen veranlasst, und zwar inklusive vorgeschalteter Probestrahlungen zur Ermittlung der geeigneten Düsentechnik. Gewählt wurde im Endeffekt ein Wasserdruck von 1.800–2.000 bar in Verbindung mit einer Vier-Punkt-Rotationsdüse. Eine abschließende Auswertung von Haftzugswerten und Rauheit ergab schließlich, dass optimale Voraussetzungen für den Verbund der aufzutragenden Materialien hergestellt und die Mindestwerte für eine richtlinienkonforme Instandsetzung gemäß ZTV-Ing. eingehalten werden konnten.

Gussasphaltbelag auf Bitumenschweißbahnen © SiB Ingenieurgesellschaft mbH/Bundesgütegemeinschaft Instandsetzung von Betonbauwerken e. V.

Um zu verhindern, dass die Tausalze weiterhin ungehindert in die Betonkonstruktion der Fußgängerbrücke eindringen, wurde die Überführung zudem abgedichtet, dabei wurden die Fugen erneu-

ert und die Ablaufrinnen ausreichend dimensioniert. Die Lauffläche der Brücke erhielt einen Gussasphaltbelag auf Bitumenschweißbahnen, die ebenso der Abdichtung dienten. www.betonerhaltung.com

Sonderausgabe

Auszeichnung

»20 Jahre Symposium Brückenbau in Leipzig« BRÜCKENBAU

Anlässlich der Jubiläumsveranstaltung in Leipzig hat eine Jury aus namhaften Experten unter allen in den vergangenen Jahren hier thematisierten Projekten eine Auswahl getroffen.

raversen-Dehnfugen LÄNGSTE HÄNGEBRÜCKE DER WELT MIT HOHEN ERDBEBEN ANFORDERUNGEN

• Langlebigkeit durch hohe Qualität der verwendeten Materialien • Erdbebenverschiebung in Brückenlängsrichtung von ca. 4 m • 10 x höhere Verschiebegeschwindigkeit im Servicebetrieb von bis zu 20 mm/sek • Korrosionsschutz durch wasserdichte Mittelträgerverbindung

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Sonderausgabe

Referenzen: • Bahia de Cadiz, Spanien • Hochmoselübergang, Deutschland • Izmit Bay Bridge, Izmit, Türkei • Mainbrücke Randersacker, Deutschland • Rheinbrücke Schierstein, Deutschland • Rion Antirion, Griechenland • Russky Island Brigde, Wladiwostok, Russland • Tsing Ma, China • Viadukt Millau, Frankreich

Auszeichnung »20 Jahre Symposium Brückenbau in Leipzig«

forces in motion

Sonderausgabe 2020

en soll die Hängebrücke befahrbar machen und Überlast schützen.

In der jetzt erschienenen Sonderausgabe werden diese 21 Brückenbauwerke ausführlich vorgestellt, und zwar anhand der Originalveröffentlichungen in den jeweiligen Tagungsbänden.

www.verlagsgruppewiederspahn.de 24.11.16 16:18

ISSN 1867-643X

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Die Lektüre des zum Preis von 58 € zu erwerbenden Heftes bietet also die einmalige Möglichkeit, die Entwicklung des Brückenbaus zwischen 2000 und 2020 in exemplarischer Form nachzuvollziehen.

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

PRODUKTE UND PROJEKTE Vorteilhafte Konstruktionen von Hewa

Fahrbahnübergänge für jeden Anspruch Fahrbahnübergänge müssen diversen Ansprüchen genügen, Hauptzweck ist die Kompensation von Bewegungen infolge unterschiedlichen Ausdehnungsverhaltens in x-, y-, z-Achse. Weiterhin haben sie die auftretenden Belastungen aus Verkehrslast und Witterungseinflüssen schadlos aufzunehmen. Ein an Bedeutung gewinnender Aspekt sind zudem die Geräuschemissionen, die beim Überfahren des Fahrbahnübergangs entstehen. Speziell zur Minimierung der Lärmbelastung werden unterschiedliche Systeme eingesetzt und ständig weiterentwickelt. Um das Reifen-Fahrbahn-Geräusch so gering wie möglich zu halten, ist eine annähernd homogene Fahrbahnoberfläche von Bedeutung. Aufgrund der Material- bzw. Oberflächenwechsel kann diese Homogenität nur bezüglich Ebenheit und Auflagerbedingungen für Reifen ermöglicht werden, um das Anregen der Reifen zu minimieren. Hierzu existieren zwei Ansätze: – oberflächlich geschlossene Fahrbahnübergänge bei einer Gesamtdilatation ≤ 120 mm, zum Beispiel Hewa Joint; – Kragfingerübergänge bei größeren Gesamtdilatationen, zum Beispiel Hewa Xtend. Eine Voraussetzung, um die Schallanregung des Reifens zu minimieren, ist die Gestaltung der Fahrbahnoberfläche ohne markante Punkte. Hier bietet es sich an, Fahrbahnübergangskonstruktionen mit geschlossenen Werkstoffen auszuführen, die den angrenzenden Belägen möglichst nahe kommen. Ein Beispiel ist das System Hewa Joint auf Basis von Kunststoffmaterialien: Im Bereich der Bauwerksfuge wird eine Mulde zwischen den angrenzenden Belägen ausgebildet, und an ihrem Grund, oberhalb der Bauwerksfuge, werden Abdeckbleche und gegebenenfalls Stabilisierungselemente eingebaut. Anschließend wird durch Verfüllen der Fugenmulde mit speziell modifizierten Kunststoffen ein wasserdichter und gegen Chemikalien und Treibstoffe resistenter Fahrbahnbelag hergestellt. Die Abmessungen und die Wahl der Variante mit oder ohne Stabilisierungselemente folgen aus den zu erwartenden Gesamtdilatationen. Zur Minimierung der Anregung von Autoreifen beim Überfahren des Fahrbahnübergangs bei größeren Gesamtdilatationen haben sich zum Beispiel Kragfingerübergänge bewährt, bei denen ineinandergreifende Finger eine kontinuierliche Auflage für den Reifen

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bieten. Sie können dank ihrer Konstruktion Gesamtdilatationen ≥ 500 mm aufnehmen. Hier sticht das System Hewa Xtend durch einige Details aus der Masse heraus. So sind für die Fingerplatten optimale Auflagerbedingungen von großer Bedeutung (1) – beim Hewa Xtend dadurch gegeben, dass der Unterbau aus massivem Stahl mit Einsatz von CNCFräsen gefertigt wird, wodurch die Kontaktflächen (2) zu den Fingerplatten absolut eben sind. Bei einigen Systemen erfolgt die Fixierung der Fingerplatten am Unterbau durch Einschrauben von oben in Löcher mit Gewinde. Bei Hewa Xtend hingegen werden über spezielle Langlöcher Schrauben in den Unterbau eingeführt (3), mit denen dann durch Anziehen an der Mutter oberhalb der Fingerplatte eine Verschraubung nach EN 14399 realisiert wird (4). Auftretende Horizontalkräfte werden über zusätzlich angeord-

nete Schubnoppen von einem Bauteil in das andere übertragen (5). Das Risiko des Abreißens der Schrauben wird derart verringert und eine optimale Kraftübertragung gewährleistet. Kragfingerübergänge gelten generell als nahezu wartungsfrei. Sollte es dennoch einmal zu Schäden an einzelnen Bauteilen wie Fingerplatten oder Schrauben kommen, ist die Reparatur beim Hewa Xtend problemlos möglich: Es müssen lediglich die 16 Muttern eines 2 m langen Fingerplattenelements gelöst, das Element ausgehoben und die beschädigten Teile oder Schrauben ausgetauscht werden, und zwar ohne neue Bohrungen, Schneiden von Gewinden, Schweißarbeiten oder ähnliches. Eine solche Reparatur lässt sich unter Sperrung nur eines Fahrstreifens innerhalb kürzester Zeit durchführen. www.hewajoint.ch

PRODUKTE UND PROJEKTE Rutschhemmendes Markierungssystem von Silikal

Sicherheit auf Radwegen und Brücken Mit »RM Area Grip« bietet der Hersteller Silikal aus Mainhausen eine hochwertige Markierungslösung für Außenflächen, wie Rad- und Gehwege, Parkplätze und Sonderflächen. Das System auf Basis von Methylmethacrylat kombiniert eine wirkungsvolle Rezeptur mit einer durchdacht einfachen Anwendung: Das zweikomponentige Produkt ist einfach in der Anwendung, denn es wird lediglich mit einer handelsüblichen Farbrolle aufgetragen. Mit mehreren Rollen können dergestalt auch große Flächen schnell beschichtet und anschließend schnell für den Straßenverkehr wieder freigegeben werden. Auf Asphalt lässt sich Silikal RM Area Grip direkt aufbringen, während sich für die die Beschichtung auf zementösen Untergründen eine Oberflächenabtragung und Grundierung, ebenfalls von Silikal, empfehlen. Der Arbeitsbereich für die Applikation liegt zwischen 5 °C und 35 °C, in ≤ 1 h härtet das dickschichtige System aus. Die fertige Markierung erfüllt höchste Nutzeranforderungen: Sie weist einen guten »Grip« auf, so dass Radfahren sogar bei Feuchtigkeit und Nässe sicher bleibt.

Dank ihrer Rezeptur ist sie zudem äußerst langlebig, der hohe Harzanteil gewährleistet ihre dauerhafte Elastizität, und zwar selbst bei Bewegungen des Untergrunds. Für die Farbstabilität, zum Beispiel bei Verkehrsrot, sorgt wiederum der großzügige Anteil von hochwertigen Pigmenten. Weitere Farben sind auf Anfrage erhältlich. Als passende weiße Linienbegrenzung eignet sich hingegen Silikal RM Line Weiß, das üblicherweise mit der Ziehschuhtechnik aufgetragen und mit reflektierenden Perlen abgestreut wird.

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Das Produktportfolio der Silikal-MMAHarze ist also prädestiniert für Straßenmarkierungen und Kennzeichnung von Verkehrsflächen, punktet es doch stets mit sicherer und leichter Verarbeitung, guter Haftung und schneller Aushärtung. Die Eigenschaften der Langlebigkeit und guten Sichtbarkeit werden durch vorteilhafte UV- und Witterungsbeständigkeit und hohe Abriebfestigkeit erreicht. www.silikal.de

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PRODUKTE UND PROJEKTE Uneingeschränkter Marktzugang für Fatzer

Seil-Zugglieder mit ETA-Zertifizierung Die ETA-Zertifizierung ermöglicht die CE-Kennzeichnung von Bauprodukten und sichert selbigen einen uneingeschränkten Zugang zum europäischen Markt. Sie ist für Bauherren und Planer damit ein zuverlässiger Nachweis über Leistungsmerkmale, die nicht durch harmonisierte Produktenormen abgedeckt sind. Seil-Zugglieder, also Stahlseile mit Endverankerungen, werden seit Jahrzehnten im Ingenieurbau eingesetzt. Als Bauprodukt dürfen sie in Deutschland jedoch nur zur Ausführung kommen, wenn der Hersteller eine Zustimmung im Einzelfall (ZiE), eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) oder eine Europäische Technische Bewertung (ETA) für das spezifische Zugglied vorweisen kann. Eine Ausnahme von dieser Regel sind Zugglieder aus vollverschlossenen Seilen (VVS) für Brückenbauwerke, die nach den Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten (ZTV-ING) realisiert werden. Teil 4, Abschnitt 4 der ZTV-ING sieht vor, dass VVS verwendet werden, die den Anforderungen der »Technischen Lieferbedingungen und Technischen Prüfvorschriften für vollverschlossene Seile« (TL/TP VVS) entsprechen.

Bei Brücken, die von Pkws und Lkws befahren werden, sind die in den TL/TP VVS festgehaltenen Prüfvorgaben, zum Beispiel der Nachweis der Ermüdungssicherheit des Seil-Zugglieds durch einen umfassenden Zugschwellversuch, ein Beleg für die benötigte hohe Qualität. Die hohen Kosten, die mit der Qualitätssicherung verbunden sind, relativieren sich im Normalfall durch die Mengen und die geringen Herstellungsunterschiede bei den Zuggliedern, da meist nur ein oder zwei Seildurchmesser in großen Gesamtlängen für eine Straßenbrücke erforderlich sind. Bei Brücken für Fußgänger und Radfahrer, die nicht für den motorisierten Verkehr freigegeben sind, können die TL/TP VVS jedoch entweder nicht anwendbar sein, etwa für offene Spiralseile (OSS), die häufig für Hängerseile gewählt werden oder unverhältnismäßig hohe Mehrkosten verursachen. So macht es zum Beispiel wenig Sinn, einen Zugschwellversuch für einen, geschweige denn für jeden eingesetzten Seildurchmesser durchzuführen, wenn bei einer Fußgänger- oder Radfahrerbrücke keine relevanten Ermüdungsbelastungen auftreten.

Die in den TL/TP VVS vorgeschriebene Überwachung der Seilfertigung durch den Auftraggeber, die definiert, dass der Auftraggeber bei der Verseilung anwesend ist, hat zur Folge, dass eventuell vorhandene Seilchargen nicht verwendet werden dürfen und jedes Seil für die Brücke neu produziert werden muss. Bei den teilweise kurzen Gesamtlängen (< 500 m) der benötigen Seile ist die Neuproduktion ökonomisch aber nicht sinnvoll. Für solche kleinen Brücken ist es daher zielorientiert, dass die Seile nicht nach den TL/TP VVS produziert werden, sondern dass der Hersteller der Seil-Zugglieder eine ETA vorweisen kann. Die Qualitätsanforderungen, die die Erteilung einer ETA beinhalten, zum Beispiel eine Qualitätskontrolle durch einen akkreditierten Fremdüberwacher zweimal pro Jahr, sind mit denen der TL/TP VVS vergleichbar und garantieren die benötigte hohe Qualität. www.fatzer.com

Qualifizierte Injektionsmörtel von Hilti

Nutzungsdauer von 100 Jahren Für alle Anforderungen im Ingenieurbau bietet Hilti spezifische und optimierte Befestigungssysteme wie Schubverbinder, Betonschrauben, Ankerschienen, Injektionsmörtel für nachträgliche Bewehrungsanschlüsse, Dübel und Installationstechnik an. Insbesondere für Befestigungssysteme, die nicht ausschließlich aus Stahl bestehen, wird eine geplante Nutzungsdauer von 100 Jahren entsprechend den Anforderungen DIN EN 1990 zunehmend gefordert. Basierend auf dem neuesten Europäischen Bewertungsdokument EAD für Verbunddübel, hat Hilti Injektionsmörtelsysteme für die Anwendung als Dübel sowie für nachträgliche Bewehrungsanschlüsse mit einer Nutzungsdauer von mindestens 100 Jahren qualifiziert, dokumentiert in den Europäischen Technischen Bewertungen ETA-16/0143, InjektionsmörtelSystem Hilti HIT-RE 500 V3 für Dübelanwendungen sowie ETA-20/0125, nachträglicher Bewehrungsanschluss mit In-

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jektionsmörtelsystem Hilti HIT-RE 500 V3. Weiterhin wurde auch ETA 20/0318 für das schnell härtende Injektionsmörtelsystem Hilti HIT-HY 200-R V3 für nachträgliche Bewehrungsanschlüsse mit einer Nutzungsdauer von mindestens 100 Jahren erteilt. Nachweise für diese Dübel und für nachträgliche Bewehrungsanschlüsse lassen sich einfach und schnell unter Berücksichtigung der aktuellen Normen und Regel-

werke mit der kostenfreien Software Hilti Profis Engineering und Profis Rebar führen. Für Lastfälle bzw. Einwirkungen, die derzeit durch jene ETAs nicht abgedeckt sind, wie zum Beispiel nicht ruhende oder seismische Einwirkungen, bietet die Software im Übrigen die Möglichkeit, auf internationale Standards bzw. ingenieurtechnische Methoden auszuweichen. www.hilti.de

PRODUKTE UND PROJEKTE Erste kabellose Lösung von Hikoki

Schneiden und Biegen von Bewehrungsstahl Das neue Bewehrungsstahl-Schneideund -Biegegerät von Hikoki ist die erste Akku-Lösung auf dem Markt, die beides kann: Bewehrungsstahl biegen und schneiden. Kraftvoll schneidet es Stahl mit einem Durchmesser von 10–16 mm in ≤ 3 s und biegt es in ≤ 4 s, wobei gleichzeitig drei Stäbe gebogen oder zwei geschnitten werden können, abhängig vom Durchmesser des Materials. Dank der bürstenlosen Motortechnologie arbeitet dieses Gerät äußerst effizient und schafft mit einer Ladung des 36-V-Akkus (2,50 Ah) bei einem Stabdurchmesser von 10 mm bis 350 Schnitte (zwei gleichzeitig) und 630 Biegevorgänge (drei gleichzeitig). Damit eignet es sich ausgezeichnet für den mobilen Einsatz auf der Baustelle und überall dort, wo Betonstahl bauseits verarbeitet oder angepasst werden muss. Über die Winkelvoreinstellung lassen sich Stabstähle in exakten Winkeln von 45°, 90°, 13° und 180° biegen, per Druckschalter ist der Vorgang zudem manuell steuerbar, so dass auch andere Winkel möglich sind. Der Trennvorgang ge-

schieht sauber und völlig funkenfrei und damit äußerst sicher. Durch die kompakten Abmessungen und das, in Relation zu vergleichbaren Geräten, geringe Gewicht von 18,90 kg ist das Gerät leicht und flexibel auf der Baustelle zu hand-

haben. Und: Wenn es nicht benötigt wird, kann es sicher geschützt im robusten Rollkoffer aufbewahrt und transportiert werden. www.hikoki-powertools.de

ETA-15/0917

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PRODUKTE UND PROJEKTE Intelligente Systemintegrationen bei Peri

Schalungs- und Gerüstlösungen in Kombination

Um den zunehmenden Bedarf an neuen Brückenbauwerken und Instandsetzungen bestehender Konstruktionen zu decken, stehen heute zahlreiche Neuentwicklungen in der Zement-, Betonzusatzmittelund Stahltechnologie sowie hochfeste Betone und Stähle zur Verfügung. Parallel dazu wurden auch die Werkzeuge wie Schalungen und Gerüste zur Herstellung solcher Tragstrukturen deutlich verbessert. Generell werden Brücken in Ortbeton, aus Fertigteilen oder mit Segmenten errichtet, bei der ersten Variante mittels Lehrgerüst oder Vorschubrüstung sowie im Taktschiebeverfahren oder im Freivorbau. Der Schalungs- und Gerüstspezialist Peri ist in der Lage, alle Lösungen, auf einem einzigen Trägersystem, dem VariokitIngenieurbaukasten, basierend, auszuführen: Er kann unterschiedlichste Konstruktionen ausbilden, wie zum Beispiel Fachwerke oder Traggerüsttürme. Zugleich dient er als Basis für alle Arten von Schalungsverfahren, ob als Gesimskappenkonsole, Freivorbau, Stahlverbundwagen oder Kletterschalung. Die elektrischen und hydraulischen Komponenten sind zudem um maschinelle Funktionen erweiterbar, die das selbsttätige Heben, Senken, Verfahren, Klettern und Ein- und Ausschalen der Schalungselemente erlauben – und das kompatibel mit der Vario-Träger-Wandschalung, der Maximo und der Trio-Rahmenschalung, den verschiedenen Klettersystemen und den Peri-Up-Stütztürmen und -Arbeitsbühnen. Mit nur drei Kernbauteilen, dem Stahlriegel SRU und der Kletterschiene RCS sowie der Schwerlastspindel SLS, lassen sich mit einem Minimum an Verbindungs-

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und Sicherungsmitteln ca. 80 % aller Schwerlasttragwerke aufbauen. Weitere 15 % sind ebenfalls Systembauteile aus dem Varionkit-Ingenieurbaukasten, die restlichen 5 % projektspezifische Sonderbauteile. Dieses konsequent vereinfachte Bauprinzip ermöglicht einen hohen Sicherheits- und Geschwindigkeitsvorteil, und zwar sowohl im Aufbau als auch im Einsatz auf der Baustelle. Ein weiterer entscheidender Vorteil von Variokit liegt in der Kombinierbarkeit mit dem Arbeits-, Schutz- und Traggerüst Peri Up, denn beide Systeme beruhen auf der metrischen Maßordnung des Hochbaus mit einem Aufbauraster von 12,50 cm, 25 cm und 50 cm und sind deshalb miteinander vollständig kompatibel. Die vielseitige und praktische Anwendbarkeit der Systeme in ihrer Kombination miteinander zeigt sich bei einer Vielzahl realisierter Brücken. Dazu gehört unter anderem die 211 m lange Flutmuldenbrücke über den Bullerbach bei Meppen, bei deren Errichtung hohe Sichtbetonqualitätsansprüche für Pfeiler, Widerlager und Überbau mit Brettstrukturoberfläche erfüllt sein mussten: Hier sorgte die Ausführung der auf einer MultipropUnterkonstruktion aufgelagerten Variokit-Überbauschalung als Umsetzeinheiten für einen erheblichen Zeitvorteil. Eine kombinierte Schalungs- und Gerüstlösung kam beim 34 m hohen Pylon der 100 m langen Schrägseilbrücke über die Mulde bei Zwickau zur Anwendung: Bis zum verbindenden Querbalken in ca. 23 m Höhe sind die beiden Pylonstiele um 7,30° geneigt, die Vollquerschnitte verjüngen sich von 2,20 m x 1,50 m an der Basis nach oben hin auf 1,60 m x 1,50 m. An den Pylonspitzen wurden außerdem

Stahleinbauteile mit jeweils 21 t verbaut, die bei der Schalungslösung zu berücksichtigen waren. Dank der flexiblen Anpassungsfähigkeit von Peri Up und Variokit im 25-cm-Systemraster an die Bauwerksabmessungen und die statischen Erfordernisse konnte eine hohe Ausführungsqualität in kurzer Bauzeit erreicht werden. Aktuell entsteht die 485 m lange Filstalbrücke in ca. 85 m Höhe zwischen Ulm und Stuttgart, die im Bereich des Albaufstiegs die Autobahn quert. Nach ihrer Fertigstellung wird sie die dritthöchste Eisenbahnbrücke Deutschlands und Teil der Neubaustecke »Stuttgart 21« zwischen Ulm und Wendlingen sein. Auch die Arbeitsgemeinschaft aus Max Bögl und Porr setzt bei ihrer Realisierung auf Peri als kompetenten Schalungs- und Gerüsttechniklieferanten. www.peri.de

S O F T WA R E U N D I T Leistungsstarkes Smartphone von Gigaset

Weiterentwicklung aus Deutschland Das neue Modell GS 4 ist der direkte Nachfolger des GS 195 und in jeglicher Hinsicht eine Weiterentwicklung mit Features, die in dieser Preisklasse – die unverbindliche Preisempfehlung (UVP) lautet 229 € – nicht selbstverständlich sind, wie unter anderem kabelloses Laden, NFC für kontaktloses Zahlen und ein wechselbarer Akku. Und es handelt sich um das mittlerweile fünfte Smartphone »made in Germany«, das Gigaset in seinem Werk im nordrhein-westfälischen Bocholt designt und produziert. Schon die Farben »Deep Black« und »Pure White« verdeutlichen den Anspruch der Entschlossenheit und Gradlinigkeit, was die vorzufindenden technischen Features dann bestätigen. So sitzen über dem 6,3‘‘ Full HD+ Display mit einer Auflösung von 2.340 x 1.080 Pixel die Sensoren, in der V-Notch die 13-MP-Selfie-Cam. Die Rückseite aus gehärtetem Glas wird hingegen bestimmt vom Triple-Kamerasystem mit den Objektiven der Hauptkamera (16 MP), eines Weitwinkels (5 MP), eines Makros (2 MP) und dem LED-Blitz, wobei sich die rahmenlosen Objektive in die Oberfläche einfügen. Der ausdauernde 4.300-mAh-Akku lässt sich mit wenigen Handgriffen austauschen, was die mögliche Nutzungsdauer des Geräts erheblich verlängert und zugleich dem Gedanken der Nachhaltigkeit entspricht. Der Akku unterstützt im Übrigen kabelloses Schnellladen mit kompatiblen Netzteilen bis 15 W, so dass die bisher notwendige Suche nach einer Ladebuchse entfällt. Und: NFC erlaubt das kontaktlose Bezahlen, Bluetooth 5.0

sorgt für stabile Verbindungen zum True Wireless Headset oder zur Bluetooth-Box. Im Gehäuse befindet sich der Octa-CoreProzessor Helio P 70 von MediaTek mit bis zu 2,10 GHz, das flüssige Arbeiten mit allen Apps jederzeit gewährleistend. Darüber hinaus ist das neue Smartphone mit 4 GB Arbeits- sowie 64 GB Gerätespeicher ausgestattet und läuft unter Android 10. Betreiben lässt es sich mit zwei SIM-Karten, zum Beispiel für die private und die berufliche Nutzung, und es hat einen Schacht für eine Speicherkarte mit 512 GB, die Platz für zusätzliche Daten, für Fotos und Videos oder sonstige Dokumente schafft.

Und schließlich erfolgt die Entsperrung des GS 4 über den Fingerabdrucksensor auf der Rückseite oder aber über die Gesichtserkennung, und zwar in beiden Fällen ebenso schnell wie komfortabel. www.gigaset.com

Neue Softwareversion von EliteCAD

Modellierung in Höchstform Seit kurzem liegt die brandneue Programmversion von EliteCAD vor: Die international renommierte 2-D- und 3-D-Planungssoftware wartet seit über 30 Jahren mit Benutzerfreundlichkeit und äußerster Effizienz auf – und setzt nun weitere Maßstäbe. Zu den besonderen Highlights zählen unter anderem intelligente Planungshilfen für die noch komfortablere Ausdetaillierung der Modelle und zugehörigen Pläne, ein umfangreicher Ausbau der Attributierung sowie eine breite Vernetzung mit der gesamten Planungswelt.

EliteCAD steht von jeher für einfaches, schnelles und sicheres (Zusammen-)Arbeiten und ist zudem ein wahrer Alleskönner, indem sie alle Funktionen und Workflows vom Entwurf bis zu fotorealistischen Renderings oder ganze Videosequenzen direkt aus einer Hand liefert. Und: Mit der BIM-Echtzeitvisualisierung ist ein Dateiaustausch für eine anschließende interaktive Präsentation nicht notwendig. Mit Version 15 wird BIM überdies »intensiviert«. Das heißt, neben der Standardschnittstelle IFC4 für Open-BIM-Projekte

sind jetzt auch die Bereitstellung von über 300 vordefinierten Attributen und die Integration aller Datensätze, also sogenannte pSets, des buildingSMARTStandards gewährleistet. Bauteile können nun um beliebige freie Attribute erweitert werden und erhöhen so den Informationsgehalt des Gesamtmodells. Außerdem vermittelt die graphische Attributierung, ergo die Visualisierung individuell gewählter Parameter, allen Projektbeteiligten zu jeder Zeit den optimalen Überblick. www.elitecad.eu

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N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E Verleihung durch Stiftung Maurer Söhne

Förderpreise für Master-Studenten Die Münchner »Stiftung Maurer Söhne« zeichnet alljährlich herausragende wissenschaftliche Abschlussarbeiten auf dem Gebiet der technischen Dynamik aus. 2020 wurde der mit 2.000 € dotierte Stiftungspreis für zwei exzellente Masterarbeiten vergeben: Thi Hoa Nguyen erhielt ein Preisgeld von 1.000 € für »Effiziente hybride Zeit-Frequenz-BereichMethode für nichtlineare seismisch angeregte Boden-Bauwerk-Systeme«, eine Arbeit, bei der die Boden-Struktur-Dynamik ein- und dreidimensional, linear und nichtlinear mittels effizienter Algorithmen untersucht wurde. Florian König wurde mit einem Preisgeld in gleicher Höhe für »Untersuchung der Effekte von Struktur- und Lastmodellie-

rung im Windingenieurwesen: Fallstudie eines generischen Hochhauses« ausgezeichnet. Er befasste sich mit der dynamischen Simulation von windinduzierten Hochhausschwingungen im Modellmaßstab der Windkanalversuche und und im Maßstab des echten Bauwerks. Die Auswahl der beiden Preisträger erfolgte auf Vorschlag der Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt der Technischen Universität München (TUM). Üblicherweise werden die Preise anlässlich eines Festakts in der TUM überreicht, der jedoch coronabedingt ausfiel. Maurer ehrte die beiden Preisträger deshalb im Stammhaus in München anlässlich eines Seminars zu ihren Masterarbeiten. www.maurer.eu

Neuerscheinung des Motorbuch Verlags

Avantgarde aus Frankreich Zumindest in früheren Zeiten verband sich der Name Citroën mit Attributen wie Einfallsreichtum, Visionen und Mut, hat(te) diese Marke doch den Ruf, stets ein bisschen unkonventioneller und bisweilen sogar fortschrittlicher oder deutlich extravaganter zu sein als die Konkurrenz. Wer erinnert sich zum Beispiel nicht an die sicherlich legendär zu nennende Modellreihe DS, die bereits bei ihrer erstmaligen Präsentation auf dem Pariser Autosalon am 8. Oktober 1955 für Furore sorgte – und nicht zuletzt von Roland Barthes (später) als »Göttin« bezeichnet wurde. Dass sie als eine Art Aushängeschild Gesicht wie Reputation jenes »Kraftwagenherstellers« über Jahre prägte und ihm vor allem auch zu einem erfolgreichen Neustart nach dem Zweiten Weltkrieg verhalf, erstaunt daher nur wenig. Gleichwohl dürfen, ja sollten die anderen großen und zudem ebenso mit einer hydraulischen Federung ausgestatteten Design- und Entwicklungsresultate von Citroën nicht vergessen werden – wie das vor kurzem erschienene und mit »Die großen Citroën« betitelte Buch beweist. Fundiertes Hintergrundwissen vermittelnd und mit Bildschätzen aus den Citroën-Werksarchiven aufwartend, lässt es den geneigten Leser fast unweigerlich in Erinnerungen schwelgen, indem es den Bogen von der DS über SM, CX und XM bis hin zum C5 und C6 schlägt, also über genau die Modelle informiert, die als ästhetische wie funktionale Wegmarken galten und gelten. In Anbetracht eines Preises von 34,90 € für in Summe 208 Seiten mit ca. 250 Abbildungen, kann die Lektüre unein-geschränkt empfohlen werden.

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BRÜCKENBAU | 5 . 2020

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BRÜCKENBAU ISSN 1867-643X 12. Jahrgang Ausgabe 5 . 2020 www.zeitschrift-brueckenbau.de Herausgeber und Chefredakteur Dipl.-Ing. Michael Wiederspahn mwiederspahn@verlagsgruppewiederspahn.de Verlag

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MAURER Wanderschwelle DIE ZWÄNGUNGSFREIE MODULARDEHNFUGE FÜR BAHNBRÜCKEN

Produktbeschreibung: Zwischen Überbau und Widerlager auftretende Bewegungen führen bei Bahnbrücken zu zusätzlichen Schienenspannungen und Beanspruchungen der Befestigungen. Mit der Wanderschwelle wurde ein Überbrückungssystem entwickelt, welches einerseits gewährleistet, dass die Schwellenabstände nicht das zulässige Maß überschreiten und andererseits mögliche auftretende Bauwerksbewegungen (Verschiebungen, Verdrehungen, Verwindungen) schadlos aufnimmt. Es ist gelungen, das bei Straßenbrücken vielfach bewährte „Steuerungsprinzip Schwenktraverse“, d. h. die elastische Zwangssteuerung, so weiterzuentwickeln, dass sämtliche Anforderungen des Bahnverkehrs erfüllt werden. Die Wanderschwelle wird in der bauseitig vorbereiteten Aussparung ausgerichtet und durch Vergießen monolithisch mit dem Bauwerk verbunden.

MAURER SE | Frankfurter Ring 193 | 80807 München Telefon +49.89.323 94-0 | Fax +49.89.323 94-306 | www.maurer.eu

Vorteile: • Standardausführung für Dehnwege bis 1600 mm, Radsatzlasten von 250 kN und Geschwindigkeiten bis 300 km/h • Dauerhaft, zwängungsfrei und wasserdicht • Verdrehungsweich und abhebesicher • Unbeeinträchtigter Fahrkomfort • Einfacher und lagesicherer Einbau • Einfache Inspektion und Wartung

forces in motion