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Innovativer und nachhaltiger Ersatzneubau von Betonbrücken
BASt-Bericht B 155
Andreas Wirker, Ralf Donner, WKP Planungsbüro für Bauwesen GmbH, Dresden
beratende Partner: Holger Flederer, Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden, Fakultät Bauingenieurwesen/Architektur, Professur Brücken- und Ingenieurbau, Leiter Labor Konstruktiver Ingenieurbau; Thomas Bösche, Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden, Fakultät Bauingenieurwesen/Architektur, Professur Massivbau
132 Seiten
Erscheinungsjahr: 2020
Projektnummer: 15.0596
Preis: 0,00 €
Dieser Bericht steht ausschließlich kostenfrei im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.
Verursacht durch die alternde Bausubstanz, den kontinuierlich gestiegenen Schwerlastverkehr, in Verbindung mit vorhandenen Defiziten bestehender Straßenbrücken, wird der Ersatzneubau zunehmend an Bedeutung gewinnen. Die Umsetzung von Ersatzneubauten verursacht gegenwärtig starke Verkehrsbeeinträchtigungen, da diese in aller Regel vor Ort am vorhandenen Brückenstandort hergestellt werden.
In dem vorliegenden Projekt wurden neben der Darstellung des gegenwärtigen Vorgehens für den Ersatzneubau von Betonbrücken schwerpunktmäßig innovative und nachhaltige Bauweisen und Bauverfahren entwickelt, welche die Verkehrseinschränkungen und die Bauzeit am Bauwerksstandort stark verkürzen. Es erfolgte dabei die Betrachtung der vier auf deutschen Autobahnen am häufigsten realisierten Systeme: Rahmen bis 30 m Stützweite, Einfeldbauwerke mit einer Gesamtlänge zwischen 10 m – 30 m, Zweifeldbauwerke mit einer Gesamtlänge bis 70 m und Dreifeldbauwerke mit einer Gesamtlänge von bis zu 100 m.
Das derzeitige Vorgehen wurde mit den innovativen Ansätzen über eine Bewertungsmatrix, auch unter Berücksichtigung der Nachhaltigkeit verglichen und entsprechende Vorzugslösungen herausgearbeitet.
Für die vier Tragsysteme wurden auf Grundlage der bewerteten Varianten Bauweisen und Verfahren ausgewählt und daraus Konzepte für die Realisierung erarbeitet. Im Einzelnen ist für jedes Tragsystem ein Konzept in Form eines Bauwerksentwurfes entwickelt worden. Im Ergebnis der Konzeptbearbeitung ist festzustellen, dass durch Modularisierung der Bauwerke und Verlagerung der Fertigung in ein Fertigteilwerk und der Einsatz von geeigneten Bauverfahren, wie dem Verschubverfahren, die Verkehrseinschränkungen in einem erheblichen Maß reduziert werden können. Gleichzeitig führt die Verringerung der Verkehrseinschränkung auch dazu, dass die durch baustellenbedingte Staus verursachten CO2-Emissionen erheblich reduziert werden können.
Innovative and sustainable replacement construction of concrete bridges
New construction for replacing the existing construction is becoming increasingly important due to the ageing of structures, the ever-growing heavy traffic combined with the shortage of existing road bridges. The implementation of new construction is currently causing severe traffic disruptions, as these are usually fabricated on-site at the existing location of the bridge.
This project focused on developing innovative and sustainable construction methods and processes in addition to discussing the current approach for replacing concrete bridges, which significantly reduce the traffic restrictions and the construction time at the site. The four systems mostly implemented on German highways were considered in the process: Frames with a span of up to 30 m, single-span structures with a total length between 10 m – 30 m, two-span structures with a total length up to 70 m and three span structures with an overall length of up to 100 m.
The current approach was compared with the innovative approaches using an evaluation matrix, taking into account the sustainability, and preferred solutions were worked out.
For the four structural systems, construction methods and processes were selected based on the evaluated options and concepts were worked out for implementation. Specifically, one concept has been developed in the form of a construction draft for each structural system. As a result of working on the concept, it can be noted that traffic restrictions can be considerably reduced by modularisation of structures and shifting the production to a pre-fabrication plant and using appropriate construction methods, such as the shifting method. At the same time, the reduction in traffic restriction will also result in lowering the CO2 emissions caused by the site-related jams.