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15.04.2016 | Brückenbau | Im Fokus | Onlineartikel

Verstärkung einer Stahlbrücke durch hochfesten Beton

Autor:
Christoph Berger
2:30 Min. Lesedauer

In einem Pilotprojekt wird derzeit getestet, ob sich ein neues Verfahren zur Verstärkung von Stahlbrücken mit orthotroper Fahrbahnplatte durch hochfesten Beton bewährt. Macht es das, könnte es an zahlreichen Brücken in Deutschland zum Einsatz kommen.

„Da sich in den letzten Jahrzehnten vor allem die örtlichen Belastungen weit mehr erhöht haben als die Gesamtbelastungen von Brücken und auch die Ermüdungsbeanspruchung unmittelbar belasteter Bauteile eher maßgeblich wird, sind Verstärkungen der Fahrbahn von großer Wichtigkeit“, heißt es im Abschnitt „Fahrbahnverstärkung“ des Kapitels „Brückenverstärkung“ im Springer-Fachbuch „Handbuch Brücken“. In Deutschland wird davon ausgegangen, dass 6.000 Brücken den Beanspruchungen nicht mehr standhalten.

Ertüchtigung statt Neubau

Damit diese nicht alle abgerissen werden müssen, setzt das Bauunternehmen Leonhard Weiss mit Partnern der öffentlichen Hand aus Bund und dem Land Baden-Württemberg ein Pilotprojekt um, in dem eine Stahlbrücke mit orthotroper Fahrbahnplatte durch hochfesten Beton (HFB) verstärkt wird. Orthotrope Platten werden ausführlich im oben erwähnten Fachbuch im Kapitel „Querschnittsgestaltung“ besprochen, HFB im Kapitel „Betone unter hochdynamischen Einwirkungen“ im Springer-Fachbuch „Baustoff und Konstruktion“.

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Die für das Pilotprojekt ausgewählte Stahlbrücke in Beimerstetten bei Ulm bestand aus einer korrosionsgeschützten orthotropen Stahlplatte mit Stahlträgerunterzügen und einem Asphaltbelag. Sämtliche Belastungen auf die Fahrbahn wurden bisher vom Asphalt ungehindert an die Platte durchgereicht. Ziel war es daher, eine Methode zu finden, die Stahlplatte zu verstärken. In dem Pilotprojekt wurde dies mit einem hochfesten Beton erreicht, der mit einer Stärke von sechs Zentimetern auf die Platte aufgebracht wurde. Seine Rezeptur mit zugesetzten Stahl- und Kunststofffasern verleihen ihm eine sehr hohe Druckfestigkeit.

Kein Asphalt mehr für die Fahrbahndecke

Dazu wurde nach anfänglich durchgeführten Material- und Verarbeitungstests der Fahrbahnbelag entfernt und dann die Stahlfläche gereinigt, inspiziert und instand gesetzt. Es folgte ein Epoxy-Auftrag, der anschließend mit Bauxit-Splitt abgestreut wurde. Der Splitt ermöglicht einen festen mechanischen Verbund zwischen der Stahlplatte und dem später aufgetragenen HFB. Doch zuvor wurden noch die Niederhalter sowie ein dichtes Bewehrungsnetz auf exakte Höhenlage verlegt.

Aufgrund der Eigenschaften von HFB wird eine abschließende Fahrbahndecke aus Asphalt nicht mehr benötigt. Zum Ende der Maßnahmen wurde eine Verschleißbeschichtung mit Abstreuung als Deckbelag der Fahrbahn aufgetragen und zur kontinuierlichen Überwachung Sensoren eingelassen mit dem Ergebnis: Nach einem Jahr ist die Funktionsweise noch einwandfrei. Und sollte sich das Verfahren weiterhin bewähren, dann wäre es eine Lösung für weitere orthotrope Stahlbrücken in Deutschland. Der Einsatz des HFB würde außerdem zu einer Gewichts- und Materialreduzierung führen und durch seine hohe Dichtigkeit und Rissfreiheit die Stahlkonstruktion vor eindringendem schädigendem Oberflächenwasser schützen. Und auch die Bildung von Spurrillen und anderen Verwerfungen der Fahrbahn könnte verhindert werden.

Für das Verfahren wurde das Bauunternehmen Leonhard Weiss zum Sieger beim bauma Innovationspreis 2016 in der Kategorie Bauwerk/Bauverfahren gekürt.

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