Geh- und Radwegbrücke Lautlingen

Bemessung und Konstruktion

Ältere bestehende Stahlbeton- und Spannbetonbrücken weisen häufig Korrosionsschäden an den Bewehrungselementen auf. Die zum Zeitpunkt der Planung in den Normen festgelegten Betondecken erweisen sich nach dem aktuellen Stand der Technik als zu gering. Besonders durch den Einsatz von Tausalzen und einer wechselnden Frost – Tausalzbeanspruchung wird die Schädigung vorangetrieben. Es kommt zu Betonabplatzungen, die einen optischen Mangel darstellen und in extremen Fällen zum Verlust der Tragfähigkeit führen können. Als Folge sind Bauwerke kostenintensiv zu sanieren oder sogar durch neue Bauwerke zu ersetzen. So auch bei der Fußgängerbrücke über der Bundesstraße B 463 in Albstadt – Lautlingen, die bereits abgerissen wurde und nun ersetzt wird.

Der Brückenbau soll einerseits einen schlanken Überbau erhalten und andererseits die vom Bauherrn geforderten erhöhten Anforderungen an die Frost – Tausalzbeständigkeit erfüllen. Daher wurde bereits in der Entwurfsphase als innovativer Verbundwerkstoff „textilbewehrter Beton“, anstatt des üblichen Stahlbetons vorgesehen. Ein großer Vorteil bei der Verwendung von Textilbeton ist die nicht vorhandene Korrosionsanfälligkeit der Textilien. Diese werden aus Endlosrovings, die aus alkali – resistentem Glas (AR-Glas) bestehen, zu einer netzartigen Struktur (Gelege) mit Achsabständen von maximal 15 mm zusammengefügt. Diese Gelege sind mit einem Epoxidharz getränkt, sodass formstabile und robuste Bewehrungselemente hergestellt werden können. Die Rovings mit einem Durchmesser von ca. 2 mm erreichen dadurch Bruchspannungen von ca. 1.400 N/mm². Durch die relative engmaschige textile Bewehrung werden besondere Anforderungen an den Beton gestellt. Der verwendete Feinbeton weist einen maximalen Größtkorndurchmesser von 4 mm auf. Bei Öffnungsweiten der Textilien von 13 mm ist eine Siebwirkung weitestgehend auszuschließen.

Die ca. 100 m lange Fußgängerbrücke besteht aus sechs Fertigteilen, die eine maximale Länge von 17,20 m und eine Überbauhöhe von nur 43,5 cm aufweist. Der Überbauquerschnitt ist ein in Längsrichtung vorgespannter siebenstegiger Plattenbalken mit einer Breite von 3,21 m. Nur durch Kombination von Textilien als Bewehrungsmaterial und Monolitzen als Vorspannung, konnte ein extrem kleines Schlankheitsverhältnis H:L = 1:35 erreicht werden. Aufgrund des gegliederten Querschnitts werden geformte Bewehrungselemente für die Stege und Kappen verwendet, die durch eine Epoxidharzbeschichtung die gewünschte Form erhalten. Die textile Stegbewehrung wird dabei planmäßig zur Abtragung der Querkräfte herangezogen. Aufgrund einer minimalen Betondeckung von 1,5 cm können Stege an der dünnsten Stelle mit einer Breite von 12 cm ausgeführt werden. Der Kragarm an den Brückenrändern verjüngt sich auf nur 9 cm. Durch den verwendeten Feinbeton ist es zudem möglich eine scharfkantige Querschnittsgeometrie mit einer homogenen Oberfläche herzustellen, was für die Gestaltung der Brücke von entscheidender Bedeutung ist. Da der Baustoff Textilbeton zur Zeit normativ nicht geregelt ist, wurde für die Fußgängerbrücke eine Zustimmung im Einzelfall beantragt. Die dafür notwendigen Untersuchungen wurden in einem umfangreichen Versuchsprogramm am Institut für Massivbau und Institut für Bauforschung der RWTH Aachen durchgeführt. Anhand von experimentellen Untersuchungen am Institut für Massivbau wurde nachgewiesen, dass die Bauteile im Grenzzustand der Tragfähigkeit ausreichende Sicherheiten aufweisen und der Verbundwerkstoff Textilbeton im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit deutliche Vorteile gegenüber üblichen Stahlbetonbauteilen aufweist. Aufgrund der guten Verbundeigenschaften der Rovings und der geringen Stababstände wurde in den Versuchen ein fein verteiltes Rissbild mit Rissbreiten kleiner als 0,2 mm erreicht. Die durch die Stadt Albstadt und vor allem durch die Groz-Beckert KG finanzierte Brücke wurde im September 2010 in Betrieb genommen.

Quelle: Hegger, Kulas, Goralski

Erläuterungsbericht der Groz-Beckert KG zur Einreichung beim Ingenieurbau-Preis 2013