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Ökologischer Brückenbau: Alu-Konstruktion in Gaggenau ist wartungsfrei sowie zu 100% recyclebar

Da den Verantwortlichen bei der Entscheidung für das Aluminiumbauwerk sehr wichtig war, dass es wartungsfrei bleibt, wurde die gesamte Fachwerkbogenbrücke inklusive der Füllstabgeländer nicht lackiert, sondern transparent (C-0) eloxiert.

Da den Verantwortlichen bei der Entscheidung für das Aluminiumbauwerk sehr wichtig war, dass es wartungsfrei bleibt, wurde die gesamte Fachwerkbogenbrücke inklusive der Füllstabgeländer nicht lackiert, sondern transparent (C-0) eloxiert. (Foto: PML)

86 m lange, eloxierte Aluminium-Konstruktion in Gaggenau ist nahezu wartungsfrei sowie zu 100 Prozent recyclebar

2011 waren an der Schillerbrücke, die im baden-württembergischen Gaggenau über die Murg führt, bei einer turnusmäßigen Bauwerkshauptprüfung gravierende Mängel festgestellt worden. Nachdem sich eine Sanierung des Überbaus als unwirtschaftlich herausstellte, entschieden sich die Verantwortlichen, diesen komplett zu erneuern. Die Wahl fiel auf eine 86 m lange Fachwerkbogenkonstruktion der Singener Peter Maier Leichtbau (PML) GmbH, die sich aus Brückensegmenten mit einer lichten Breite von 3 m zusammensetzt. Die Segmente, die komplett vormontiert und auf der Baustelle nur noch zusammengefügt wurden, bestehen aus transparent eloxiertem Aluminium, das nicht nur sehr leicht ist und hohen Belastungen standhält, sondern auch besonders witterungsbeständig und damit praktisch wartungsfrei ist. Diese Lösung ist somit langfristig kostengünstiger als andere Materialien wie Stahl oder Holz. Auf umweltbelastende Holz- und Korrosionsschutzanstriche kann verzichtet werden, der Baustoff ist zudem zu 100 Prozent recyclingfähig.

Die Schillerbrücke weist eine wechselvolle Geschichte auf: 1939, kurz vor Ausbruch des Zweiten Weltkriegs als Pionierbrücke geplant, 1941 an die Stadt übergeben und drei Jahre später bei einem Bombardement schwer beschädigt, wurde sie 1947 durch Hochwasser vollständig zerstört. 1948 kam es zum Neuaufbau der Konstruktion, ein Jahr später zur Wiedereröffnung unter dem Namen Schillerbrücke. Bis 2011 diente sie als wichtige innerstädtische Fuß- und Radwegverbindung. In diesem Jahr stellte eine turnusmäßige Bauwerksüberprüfung jedoch gravierende Mängel und Schäden fest, die die Stand- und Verkehrssicherheit sowie die Dauerhaftigkeit in erheblichem Maße beeinträchtigten: „Es bestanden Korrosionsschäden im Bereich der Stahllängsträger. Außerdem waren die Geländerpfosten insgesamt und der Asphaltbelag im Bereich der Querfugen stark in Mitleidenschaft gezogen“, erklärt Dipl.-Ing. (FH) Franz Doll von der RS Ingenieure GmbH & Co. KG, die schon in die Voruntersuchungen an dem Stahlbeton-Bauwerk eingebunden war.

Millimeterarbeit bei der Brückenmontage

Ende April dieses Jahres wurde die Konstruktion erfolgreich in die Widerlager gehoben und am 12. Mai 2016 eröffnet.

Ende April dieses Jahres wurde die Konstruktion erfolgreich in die Widerlager gehoben und am 12. Mai 2016 eröffnet. (Foto: PML)

Ein Kosten-Nutzen-Vergleich unter Berücksichtigung der verbleibenden Restnutzungsdauer der bestehenden Brücke zeigte eindeutig, dass einem Neubau gegenüber der Instandsetzung im Bestand der Vorzug zu geben war. Da die wesentlichen Mängel nur im Bereich des Überbaus auftraten, konnten Unterbau und Stützen jedoch bestehen bleiben. „Für den Neubau wurde im April 2015 eine Vorentwurfs- beziehungsweise Variantenuntersuchung durchgeführt“, so Doll. Wegen des witterungsbeständigen Baumaterials sowie insgesamt aus wirtschaftlichen Gründen bekam eine Aluminiumkonstruktion von PML in einer Mehrheitsentscheidung durch den Gemeinderat der Stadt Gaggenau den Zuschlag.

Der neue, insgesamt 86 m lange Überbau des Singener Unternehmens besteht aus fünf Brückensegmenten mit einer lichten Breite von 3 m. „Die Segmente wurden im sL-System gefertigt, das für die hier relevanten mittleren Spannweiten von 15 bis 32 m materialoptimiert ist“, erläutert Jörg Petrowski, Vertriebsleiter Brückenbau bei PML. Sie wurden komplett vormontiert zur Baustelle transportiert und dort nur noch zusammengefügt. „Bauen im Bestand ist immer schwieriger als auf der ‚grünen Wiese‘“, erklärt Doll die Herausforderung. „Die im Werk vorkonfektionierten Fertigteile mussten passgenau auf die bestehende Unterbausituation der Widerlager und Pfeiler abgestimmt sein. Hier war Millimeterarbeit gefragt.“ Ende April diesen Jahres wurde die Konstruktion erfolgreich in die Widerlager gehoben und am 12. Mai 2016 durch Oberbürgermeister Christof Florus, im Beisein zahlreicher Gäste, eingeweiht. Sie hat ein Gesamtgewicht von 22 t und ist für eine Verkehrsbelastung von 500 kg/m² ausgelegt, kann jedoch auch mit einem Servicefahrzeug mit bis zu 5 t Nutzlast befahren werden. Das Geländer hat eine Höhe von 1,3 m, so dass die Brücke für Radfahrer freigegeben ist. Die Lauffläche ist zudem PU-beschichtet (R12), um die Rutschgefahr für Passanten zu minimieren.

Praktisch wartungsfreie Konstruktion

Da den Verantwortlichen bei der Entscheidung für das Aluminiumbauwerk sehr wichtig war, dass es wartungsfrei bleibt, wurde die gesamte Fachwerkbogenbrücke inklusive der Füllstabgeländer nicht lackiert, sondern transparent (C-0) eloxiert. „Dabei wird die Metalloberfläche unter Einwirkung von Gleichstrom in einem Elektrolyt-Bad in eine dichte und sehr harte Oxidschicht umgewandelt, die fest mit dem Grundmaterial verbunden ist“, erläutert Petrowski. Diese bietet Schutz gegen mechanische Einflüsse und ist witterungs- sowie korrosionsbeständig. „Da die Schicht ins Material eingeht und damit ein integraler Bestandteil der Konstruktion wird, ist das Verfahren die technisch sinnvollste Maßnahme, um einen nachhaltigen Oberflächenschutz zu gewährleisten“, so der Fachmann. Bei lackierten Oberflächen werden dagegen zusätzliche Schichten auf das Material aufgebracht, die ausbleichen, verwittern und abblättern, so dass sie irgendwann erneuert oder ausgebessert werden müssen. „Wir haben alle Profile vor der Eloxierung gesägt, gebohrt und nachbearbeitet, erst dann werden alle Teile verbaut“, erklärt Petrowski. „Außerdem lassen sich so behandelte Aluminiumoberflächen auch ohne aufwändigen Graffitischutz reinigen.“ Teure Sanierungen werden somit bei der neuen Brücke entfallen. „Nachdem es grundsätzlich sehr aufwändig ist, über Gewässern Reparatur- oder Instandsetzungsarbeiten durchzuführen, wird diese weitgehende Wartungsfreiheit vom Bauherrn sehr begrüßt“, so Doll.

Außerdem wurde überwiegend auf Schweißnähte verzichtet, da sie eine Schwachstelle darstellen, an der es zu versteckten Fehlern wie Einschlüssen, Porenbildung oder Bindefehlern kommen kann. Diese lassen sich nur durch eine zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) mittels Ultraschall oder Röntgen ausschließen.„Werden sie übersehen, kann die Belastbarkeit abnehmen. Bei der für unsere Brücken verwendeten LegierungEN AW-6082 T6 beispielsweise würde die maximale Belastbarkeit des Materials von einer Streckgrenze von 310 N/mm² auf nur noch 185 N/mm² in der Wärmeeinflusszone sinken“, erläutert Petrowski. Auch kann sich die Konstruktion durch das Schweißen verziehen und die Wärme innere Spannungen hervorrufen. Schweißnähte gibt es bei der neuen Brücke über die Murg daher lediglich an den Lagerplatten und den Plattformen, alle anderen tragenden Teile sind verschraubt. „Standsicherheit und Dauerhaftigkeit sind bei Brückenbauwerken wesentliche Faktoren. Die gewählte Aluminiumkonstruktion erfüllt beide Kriterien“, bestätigt Doll.

Besonders wirtschaftliche Brückenbaulösung

Dank dieser Eigenschaften wird das Material im Brückenbau generell immer beliebter: „Aluminium ist sehr leicht, hält hohen Belastungen stand und hat im Vergleich zu Beton, Stahl oder Holz sehr geringe Lebenszykluskosten“, so Petrowski. Außerdem verbessert sich zunehmend auch die ökologische Bilanz des Materials, da der Bedarf an Aluminium immer stärker durch energieschonendes Recycling von Altmaterial gedeckt wird. Der Baustoff ist zu 100 Prozent wiederverwertbar, Umweltbelastungen durch problematische Holz- oder Korrosionsschutzanstriche entfallen ebenfalls.

 


Die RS Ingenieure GmbH & Co. KG ist ein freiberufliches, unabhängiges und eigen­ver­ant­wort­lich arbeitendes Ingenieurbüro. Das 1945 gegründete Unternehmen wird von den derzeitigen Inhabern seit 1985 geführt und beschäftigt rund 35 fest angestellte Mitarbeiter. Die Firma ist auf allen Gebieten des Bauingenieurwesens tätig, beispielsweise in der Tragwerksplanung, Hauptprüfung und Instandsetzung von Brücken, Hoch- sowie Ingenieurbauwerken, in der Stadtentwässerung und Wasserversorgung sowie in der Verkehrsplanung, -beruhigung und Straßensanierung. Zudem übernimmt das Ingenieurbüro unter anderem schalltechnische Untersuchungen, die Sicherheits- und Gesundheitskoordination, Ingenieurvermessung, GIS-Bearbeitungen und Visualisierungen.Die Firma Peter Maier Leichtbau (PML) GmbH wurde 1984 im baden-württembergischen Singen gegründet. Das Unternehmen mit rund 40 Mitarbeitern entwickelt und produziert Lösungen aus Aluminium für die Logistikbranche und den Brückenbau: Seit mehr als 20 Jahren beschäftigt sich PML mit der Konzeption und Fertigung von Aluminiumplattformen für hydraulische LKW-Ladebordwände, bei der eine von Firmengründer Peter Maier entwickelte, weltweit einzigartige Hybrid-Laser-Schweißtechnik zum Einsatz kommt. Der Produktionszweig macht 80 Prozent der Unternehmenstätigkeit aus. Mitte der 1990er Jahre erfand die Firma ein mittlerweile patentiertes Baukastensystem für Aluminiumbrücken, Türme, Stege und Treppen. Das Unternehmen bietet alles aus einer Hand: Entwicklung, Konstruktion, Fertigung, Logistik und Montage. Modernste Fertigungsverfahren, höchste Produktqualität und innovatives tech­nologisches Know-how sind die Basis für den Unternehmenserfolg. PML ist nach ISO-Norm 9001:2008 sowie gemäß DIN EN 1090-1:2012 für tragende Aluminiumbau­teile bis EXC_3 zertifiziert und damit auf dem neuesten Stand der Normung und Technik. Das Unternehmen hat neben Deutschland bereits Aufträge in Italien, Ungarn, England, Frankreich, der Schweiz, Australien, China und den Emiraten durchgeführt.

 

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Stahlbau-Kalender 2017
Schwerpunkte: Dauerhaftigkeit, Ingenieurtragwerke
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Dauerhaftigkeit ist die Zuverlässigkeit der Werkstoffe und Konstruktionen, während der Nutzungsdauer gegenüber Einwirkungen widerstandsfähig zu sein. Hohe Lebensdauern sind insbesondere bei Industrietragwerken und Brücken gefordert, bei der Planung von Neubauten und im Bestand.

Die Erläuterungen zur neuen EU-BauPVO und dem neuen bauaufsichtlichen Konzept aus erster Hand sind dringend nötig, denn es kommen die CE-Kennzeichnung von Bauprodukten sowie Marktüberwachungsbehörden und EU-Kommission anstelle der wohlbekannten Bauregelliste.

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Datum 17. Januar 2017
Autor RS Ingenieure GmbH & Co
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