solidian: Brückenüberquerung auf leichtem Carbonbeton

Der 1934 gebaute Schwaderlochsteg überquert den Rhein und verbindet das deutsche mit dem Schweizer Ufer. Bei der Sanierung des maroden gewordenen Stahlbauwerks entschieden sich die Verantwortlichen für Carbonbeton von Solidian – damit lassen sich Bauteile dünner und leichter als mit Stahlbeton realisieren.

Lesedauer: min

Der Schwaderlochsteg ist 2,60 m breit und mehr als 200 m lang. Der Brückenüberbau besteht aus zwei seitlich angeordneten Stahlträgern, die mit einem Kreuzverband, der sich unter der Fahrbahn befindet, ausgesteift sind. Die Fahrbahn selbst besteht aus Ortbeton, welcher mit der Stahlkonstruktion darunter eine kraftschlüssige Verbindung eingeht. Die geplante Instandsetzung sah u. a. vor, die komplette Stahlkonstruktion durch geeignete Strahlverfahren von ihrer Beschichtung zu befreien und abschließend mit einem Korrosionsschutz zu versehen. Davor musste das Tragwerk geprüft und an einigen Stellen verstärkt werden. Hierbei zeigte sich, dass die Umwelteinflüsse einzelne Bereiche so sehr in Mitleidenschaft gezogen hatten, dass es notwendig war, diese vollständig auszutauschen. Darüber hinaus wurde der Zustand der Brückenpfeiler kontrolliert und, wenn es erforderlich war, saniert. In diesem Zusammenhang ließen die Verantwortlichen auch die Neoprenelemente an den Widerlagern austauschen.  

Bei den gesamten Arbeiten war zu berücksichtigen, dass keine schädlichen Partikel in die Umgebung und den Fluss gelangten. Aus diesem Grund wurde die komplette Brücke eingerüstet und mit einer wasser- und staubdichten Schutzhülle umgeben. So konnte die Baustelle ausschließlich über die beiden Brückenwiderlager versorgt werden.


Fahrbahn so leicht wie möglich

Neben den tragenden Teilen des Steges hatten im Laufe der Jahre auch die Fahrbahn gelitten. Aus diesem Grund entschieden die Verantwortlichen, sie komplett zu entfernen. Da das stählerne Haupttragwerk aus sehr schlanken I-Profilen besteht und die Tragfähigkeit der gesamten Bestandskonstruktion begrenzt ist, war es das Ziel der Planer, die Fahrbahn so leicht zu gestalten wie möglich. Gleichzeitig sollte sie aussteifend und schwingungsstabilisierend sein. Infolgedessen fiel die Wahl auf Carbonbeton. Hierbei ersetzt eine Kohlenstofffaser die sonst übliche Bewehrung aus Stahl. Der Vorteil: Im Gegensatz zu metallischen Bewehrungen korrodiert Carbon nicht. Das hat zur Folge, dass die Betonüberdeckung, die normalerweise den Stahl vorm Zersetzen schützt, wesentlich dünner ausfallen kann. Die Bauteile werden schlanker und leichter.

Bei der Schwaderlochbrücke entschieden sich die Planer für drei Produkte aus dem Hause Solidian. Im unteren Bereich des nur 7 bis 9 cm dicken Fahrbahnbelags kamen ebene Bewehrungsmatten aus »Solidian Grid« zum Einsatz. Sie haben eine sehr hohe charakteristische Zugfestigkeit und sind einfach zu verarbeiten. Darüber hinaus sind sie unempfindlich gegenüber einer Vielzahl von aggressiven Medien, wie z. B. Tausalz. Im oberen Bereich der Fahrbahn fiel die Wahl auf »Solidian Anticarck« – eine Weiterentwicklung der Carbonbewehrung ­»Solidian Grid«. Sie hat aber, dank einer speziellen Beschichtung, den Vorteil, dass sie die Rissbreite an der Betonoberfläche effektiv begrenzt und so für eine längere Lebensdauer und Beständigkeit der Elemente sorgt. Um die Stahlquerträger kraftschlüssig mit der Fahrbahn zu verbinden, setzten die Ingenieure Carbonbügel ein. Diese wurden durch bestehende Bohrungen im I-Profil geführt.

Aktuell gibt es für die Herstellung eines Fahrbahnbelags aus Ortbeton mit Carbonbewehrung noch keine Norm. Aus diesem Grund war eine Zustimmung im Einzelfall erforderlich. Hierbei unterstützten die Ingenieure der Firma Solidian die Planer des ausführenden Büros. So fand die gutachterliche Begleitung der Betonierarbeiten durch das IMB (Institut für Massivbau) der RWTH Aachen statt. An diese technische Hochschule wurden auch die Probekörper sowie die prototypischen Plattenelemente gesendet, um geprüft zu werden. Da Solidian gute Kontakte zur RWTH Aachen pflegt und schon bei mehreren Projekten eng mit den dortigen Instituten zusammengearbeitet hat, ging der ganze Ablauf ausgesprochen schnell und reibungslos vonstatten.   J