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29-05-2019 | Baustoffe | Im Fokus | Article

Erste integrale vorgespannte Carbonbetonbrücke

Author:
Christoph Berger
2:30 min reading time

In der Peter-Behrens-Halle des Instituts für Bauingenieurwesen der TU Berlin wurde der Prototyp der, so heißt es, weltweit ersten integralen vorgespannten Carbonbetonbrücke errichtet. Nun beginnen die Tests.

Bis die erste Brücke mit einer Carbonbewehrung mit einer sechsspurigen Autobahn und einer Durchfahrtshöhe und -breite von 4,70 mal 36 Meter eine Straße oder einen Fluss überspannt, wird es noch ein wenig dauern, dafür braucht es noch einige Prüfungen. Unter anderem finden solche Tests nun in Berlin-Wedding statt, in der Peter-Behrens-Halle des Instituts für Bauingenieurwesen der TU Berlin auf dem historischen AEG-Gelände.

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Bewehrter Beton

Analog zu anderen Verbundwerkstoffen werden den Verbundpartnern Stahl und Beton jeweils spezifische Aufgaben zugewiesen.


Dort wurde eine 20 Meter lange Testbrücke mit Carbonbetonbewehrung errichtet, an der experimentelle Kurz- und Langzeituntersuchungen durchgeführt werden. Unter anderem werden rund ein Jahr lang tonnenschwere Gewichte auf der Testbrücke lagern. Dr.-Ing. Alex Hückler von der TU Berlin sagt: "Für die Untersuchungen befinden sich die vorgespannten Carbonlitzen in einem dünnen Kanal quer durch die Brücke. So kann man von Zeit zu Zeit mit Mini-Kameras kontrollieren, wie sich das Material innerhalb der Brücke unter Belastung verhält, welche Ermüdungserscheinungen auftreten et cetera."

Korrosionsfrei und wirtschaftlich

Das Fachgebiet Entwerfen und Konstruieren – Massivbau ist Partner des BMBF-Verbundprojekts "C³ – Carbon Concrete Composite", an der TU Berlin wird es koordiniert von Prof. Dr.sc. techn. Mike Schlaich. Ziel des Projekts ist es unter anderem, Stahlbewehrungen zu ersetzen. Denn: Zu den häufigsten Betonschäden zählen Korrosionsschäden, wie Dr. Michael Stahr im Kapitel "Beton und Stahlbeton" des Springer-Fachbuchs "Bausanierung" schreibt. Schon durch kleinste Risse im Beton kann Wasser eindringen und die Stahlbewehrung beschädigen. Das Problem betrifft Tunnel, Dächer, Gebäudefassaden und Großanlagen. Und Brücken. In Deutschland seien etwa die Hälfte der zwischen 1960 und 1985 erbauten Brücken beschädigt, sodass sie in naher Zukunft ersetzt werden müssen, so die Wissenschaftler der TU Berlin.

Bis zu fünfmal fester als die Stahlbewehrung

Die Lösung könnten mit Carbon bewehrte Brücken sein, wie auch Silke Scheerer, Harald Michler und Manfred Curbach im Abschnitt "Brücken aus Textilbeton" des Kapitels "Brückenbau auf dem Weg vom Altertum zum modernen Brückenbau. Aktuelle Entwicklungen" im Springer-Fachbuch "Handbuch Brücken" (S. 120) schreiben. Wobei die ausbleibende Korrosion nur ein Vorteil des Verbundwerkstoffs ist. "Er ist strapazierfähig, robust, schont Ressourcen und ist damit auch besonders wirtschaftlich", so Hückler. Es werde weniger Beton zur Ummantelung benötigt, das mache Bauwerke leichter. Und die Carbonbewehrung sei bis zu fünfmal fester als die Stahlbewehrung, führt er weiter aus.

Doch, so José Luis Moro im Kapitel "Bewehrter Beton" des Springer-Fachbuchs "Baukonstruktion – vom Prinzip zum Detail": "Erfahrungen liegen derzeit nur in Einzelfällen vor." Daher nun die Tests und ausführlichen Untersuchungen in Berlin. Alex Hückler von der TU Berlin: "Die Vorspannung der in den Beton eingebetteten Bänder und Seile aus Carbon muss über die gesamte Länge der Brücke tragen, Schwingungen zulassen, Bruchfestigkeit und Stabilität garantieren." Aber er ist sich auch sicher: "Die Zukunft wird den schlanken, materialreduzierten und damit nicht nur kostengünstigeren, sondern auch umweltfreundlicheren Strukturen für Straßen, Brücken und Gebäude gehören."

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