Neue Wege gehen – Variables Brückenmodul aus Carbonbeton in Fertigteilbauweise für kleine und mittlere Spannweiten
Der Bedarf an dauerhaften Brücken mit kleinen bis mittleren Spannweiten steigt beständig. Eine schnelle, dauerhafte und zukunftsfähige Lösung hat die TU Chemnitz nun mit Baupartnern entwickelt und technisch-technologisch umgesetzt: das stahlfrei bewehrte variable Brückenmodul VariBridge für Spannweiten bis 15 m in leichtbaugerechter Carbonbeton-Fertigteilbauweise.
Werksmäßig hergestellte Betonfertigteile mit einem korrosionsfreien Bewehrungssystem auf Basis von Carbonfasern stehen für hohe Dauerhaftigkeit bei geringem Ressourceneinsatz. Im Brückenbau kann so die Betondeckung erheblich minimiert und das Gewicht drastisch reduziert werden. Das setzten die Kooperationspartner TU Chemnitz, Hans Graf Bauunternehmung und Ingenieurbüro Schulze & Rank bei Entwicklung und Bau des stahlfrei bewehrten variablen Brückenmoduls VariBridge um, das für Spannweiten bis 15 m geeignet ist.
Material und Aufbau
Die dünnwandige Plattenbalkenkonstruktion besteht aus gefügedichtem Hochleistungsbeton und einer stahlfreien Primärbewehrung aus vorkonfektionierten Carbon(CFK)-Gitter von Solidian (Querschnittsfläche längs und quer 95 mm²/m, Gitteröffnung 38 x 38 mm²). Die Querkraftbewehrung übernahmen speziell angefertigte GFK-Bügel der thoenes Dichtungstechnik (∅ 8 mm) und 12 mm-GFK-Stäbe von Schöck.
Verzahnte CFK-Lamellen verstärkten als Sekundärbewehrung die Zugzonen. Für die Kraftübertragung über die gesamte Bauteillänge wurden sie geometrisch so zu einer doppelten
Winkellamelle mit vertikalem Hakenprofil und horizontaler Traglamelle optimiert und während der Herstellung ohne weitere Fixierung formschlüssig in den Beton integriert.
links: Betonage mit SVB
oben: Fertiges Bauteil im Betonwerk Graf
Überführung in die Praxis
Zwei erste VariBridge-Brücken stehen bereits in Wesseling bei Köln. Die in Spannweiten und -breiten variablen Brückenmodule fertigte die vor Ort ansässige Hans Graf Bauunternehmung in einer eigens entwickelten modularen Schalung. Darin wurde das assemblierte stahlfreie Bewehrungssystem mit HPF-Abstandshaltern FriPOX integriert und eine flexible Matrize für Rutschhemmungsklasse R11 eingelegt.
Dann erfolgte die Betonage mit selbstverdichtendem Beton (SVB), drei Tage später die Entschalung und Befestigung der Geländer am Brückenmodul. Aufgrund der vollständigen
Vorfertigung können die Brückenmodule ohne weitere Baumaßnahmen vor Ort direkt eingesetzt und zur Nutzung freigegeben werden.
Brückenschlag in die Zukunft
VariBridge gestattet durch Kombination des neuen stahlfreien Bewehrungssystems und der speziell entwickelten Betonrezeptur eine wesentliche Reduktion der Bauteildicke bei gleichzeitiger Erhöhung der Lebensdauer auf ca. 100 Jahre. So können filigrane Bauweisen bei Brücken ressourceneffizient umgesetzt werden.
Montage der Brücke in Wesseling
Kontakt:
Technische Universität Chemnitz, Institut für Strukturleichtbau,
Prof. Dr.-Ing. habil. Sandra Gelbrich, Leiterin Forschungsbereich Leichtbau im Bauwesen
+49 371 531-321 92
sandra.gelbrich@mb.tu-chemnitz.de
www.strukturleichtbau.net
