Brückensanierung: fischer verbindet Befestigungstechnik mit digitaler Bemessung
Tausende Autobahnbrücken in Deutschland müssen in den kommenden Jahren instand gesetzt, modernisiert oder ersetzt werden. Befestigungs- und Verstärkungssysteme können dazu beitragen, bestehende Tragwerke zu ertüchtigen und ihre Nutzungsdauer zu verlängern. fischer bietet hierfür technische Lösungen sowie digitale Werkzeuge für Planung und Bauausführung an.
Viele Brücken stammen aus den 1960er- bis 1980er-Jahren. Sie wurden unter anderen verkehrlichen Voraussetzungen geplant und sind heute deutlich höheren Belastungen ausgesetzt. Insbesondere das gestiegene Verkehrsaufkommen und der zunehmende Schwerlastverkehr, aber auch Alterung, Witterungseinflüsse und Tausalz wirken sich auf den Zustand der Bauwerke aus.
Nach Angaben des Bundesministeriums für Verkehr müssen langfristig rund 8.000 Autobahnbrücken-Teilbauwerke instand gesetzt oder modernisiert werden. Davon gehören rund 4.000 Bauwerke zum prioritären Brückenmodernisierungsnetz. Im Netz der Bundesfernstraßen befinden sich insgesamt etwa 39.500 Brücken, die in rund 51.360 Teilbauwerke untergliedert sind.
Die Talbrücke Rahmede an der A45 in Nordrhein-Westfalen, der Ersatzneubau der Ringbahnbrücke an der A100 in Berlin oder der Einsturz eines Teils der Carolabrücke in Dresden haben die öffentliche Debatte über den Zustand der Verkehrsinfrastruktur verstärkt. Gleichzeitig laufen zahlreiche planmäßige Sanierungs- und Ersatzneubauprojekte, darunter die Rader Hochbrücke an der A7 und die Hochbrücke Horb in Baden-Württemberg.
Sicherheit muss das gesamte Bauwerk umfassen
„Eine ausreichende Sicherheit im Bauwesen ist eine entscheidende Grundlage für das Vertrauen in unsere Infrastruktur und die Funktionsfähigkeit der Gesellschaft. Versagen Bauwerke als Gesamtkonstruktion oder in Teilen, geht dieses Vertrauen verloren“, sagt Prof. Dr.-Ing. Akanshu Sharma, Associate Professor in Civil Engineering an der Purdue University und ehemaliger fischer Stiftungsprofessor am Institut für Werkstoffe im Bauwesen der Universität Stuttgart.
Nicht erst ein vollständiges Versagen sei kritisch. Auch lokale Schäden könnten erhebliche Sach- und Personenschäden verursachen. Deshalb müsse bei allen Bauwerken und Bauteilen ein hohes Sicherheitsniveau gewährleistet werden. Der Befestigungstechnik komme dabei als Schnittstelle zwischen unterschiedlichen Bauteilen und Gewerken eine besondere Bedeutung zu.
„Im Bauwesen gibt es keine absolute Sicherheit“, ergänzt Prof. Dr.-Ing. Jan Hofmann, Professor für Befestigungstechnik und Verstärkungsmethoden sowie stellvertretender Direktor des Instituts für Werkstoffe im Bauwesen der Universität Stuttgart. Ziel moderner Sicherheitskonzepte sei es, das Risiko eines Bauwerksversagens auf ein akzeptables Minimum zu reduzieren. Die Sicherheit des Gesamtbauwerks müsse dabei mit der Sicherheit seiner Bauteile und der darin eingesetzten Produkte übereinstimmen.
Systeme für Sanierung und Verstärkung
Befestigungs- und Verstärkungssysteme werden unter anderem eingesetzt, um bestehende Beton- und Stahlbetonbauteile zu ergänzen oder zu ertüchtigen. Weitere Anwendungen sind Betoninstandsetzungen, nachträgliche Befestigungen mit Injektionssystemen und Betonschrauben sowie Brückenkappen- und Randbalkenverankerungen.
„Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet sind nachträglich eingemörtelte Bewehrungsanschlüsse“, erklärt Johannes Braun, tätig im Bereich Digital Product Services und Brückenexperte bei fischer. Mit ihnen ließen sich Verbindungen zur Verstärkung bestehender Bauteile herstellen und Tragstrukturen gezielt erweitern.
Nach Angaben des Herstellers umfasst das Portfolio Befestigungs- und Verstärkungslösungen für diese unterschiedlichen Anwendungen. Hinzu kommen Systeme für das digitale Bauwerksmonitoring. Sensorintegrierte Befestigungsprodukte sollen eine kontinuierliche Überwachung relevanter Messwerte ermöglichen und damit die zustandsorientierte Wartung unterstützen.
Ziel sei es, bestehende Brücken möglichst lange sicher zu erhalten und Ersatzneubauten dort zu vermeiden, wo eine Sanierung technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist.
BRIDGE-FIX berechnet Brückenkappenverankerungen
Ein Beispiel für die Digitalisierung der Brückenplanung ist das webbasierte Berechnungstool BRIDGE-FIX. Die Software dient der Bemessung von Brückenkappenverankerungen.
Brückenkappen bilden die seitlichen Randbereiche von Brücken und nehmen unter anderem Schutzeinrichtungen, Geländer oder Lärmschutzwände auf. Bei ihrer Bemessung müssen unterschiedliche Lasten und Einwirkungen berücksichtigt werden. Dazu gehören Wind- und Anpralllasten, Temperaturbeanspruchungen sowie Kriechen und Schwinden des Betons.
Prof. Dr.-Ing. Jan Hofmann hat die zu berücksichtigenden Einwirkungen nach Angaben von fischer in einem unabhängigen Gutachten zusammengefasst und anhand von Beispielen erläutert. Der Bericht steht Planern über die Benutzeroberfläche von BRIDGE-FIX zum Download zur Verfügung.
„Mit unserer webbasierten Software BRIDGE-FIX digitalisieren wir einen bislang häufig von individuellen Excel-Lösungen geprägten Bemessungsprozess“, sagt Dr. Erik Johannes Stehle, Head of Development FiXperience bei fischer. Die Berechnung der Brückenkappenanker könne direkt im Browser durchgeführt werden. Die Software berücksichtige nach Herstellerangaben die einschlägigen Normen und erstelle nachvollziehbare Bemessungsnachweise.
Befestigungs-, Verstärkungs- und digitale Planungslösungen können damit einen Beitrag leisten, bestehende Brücken zu ertüchtigen, ihre Nutzungsdauer zu verlängern und Planungsprozesse nachvollziehbarer zu gestalten.
Die Produkt- und Leistungsangaben beruhen auf Informationen des Herstellers. Der Beitrag wurde redaktionell bearbeitet.
FAQ: Brückensanierung und Befestigungstechnik
Wie viele Autobahnbrücken müssen in Deutschland modernisiert werden?
Nach Angaben des Bundesministeriums für Verkehr müssen langfristig rund 8.000 Autobahnbrücken-Teilbauwerke instand gesetzt oder modernisiert werden. Rund 4.000 davon gehören zum prioritären Brückenmodernisierungsnetz. „Teilbauwerk“ bedeutet beispielsweise, dass die beiden Richtungsfahrbahnen einer Brücke getrennt gezählt werden können.
Welche Aufgaben übernehmen Befestigungssysteme bei der Brückensanierung?
Sie werden unter anderem für Brückenkappen- und Randbalkenverankerungen, nachträgliche Bewehrungsanschlüsse, Bauteilverstärkungen und weitere Befestigungen an Beton- und Stahlbetonbauteilen eingesetzt.
Was sind Brückenkappen?
Brückenkappen sind die seitlichen Randbereiche einer Brücke. Auf ihnen können beispielsweise Schutzplanken, Geländer, Lärmschutzwände oder andere sicherheitsrelevante Einrichtungen befestigt werden.
Was berechnet BRIDGE-FIX?
BRIDGE-FIX ist eine webbasierte Software von fischer zur Bemessung von Brückenkappenankern. Das Programm berücksichtigt nach Herstellerangaben relevante Einwirkungen und Versagensarten und erstellt Bemessungsnachweise.
Können bestehende Brücken immer saniert werden?
Nein. Ob eine Sanierung technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist, muss für jedes Bauwerk individuell untersucht werden. Ausschlaggebend sind unter anderem der Zustand, vorhandene Tragfähigkeitsreserven, die Schadensursachen, die zukünftige Verkehrsbelastung und die Kosten im Vergleich zu einem Ersatzneubau.
