Optimierung von Holzkonstruktionen: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 30. April 2024, 22:26 Uhr

Ergänzung zum Leitfaden: 3.2 Brücken

Beschreibung

Holzbrücken haben durch den natürlich nachwachsenden Baustoff einen ökologischen Vorteil gegenüber Stahl und Beton. Diese Bauwerke sind aufgrund der geringeren Tragfähigkeit in der Regel nur für Fußgänger- und Radverkehr ausgelegt, welche in Kommunen jedoch einen erheblichen Anteil ausmachen. Die Dauerhaftigkeit dieser Bauwerke ist deutlich geringer als bei Stahl- und Betonbrücken, sodass ein Ersatzneubau bereits ungefähr doppelt so schnell erforderlich ist. Vor dem Hintergrund, dass im Brückenbau größtenteils tropisches Holz eingesetzt wird, welches weit transportiert werden muss, besteht der Ansatz, Holzbrücken konstruktiv so zu gestalten, dass Schäden nicht auftreten können. Im Wesentlichen muss das Eindringen von Wasser verhindert werden. Mit der Entwicklung von Standardbrückentypen ist kann eine Lebensdauer von 80 Jahren erreicht werden, was eine erhebliche Steigerung darstellt [Moorkamp, 2022].

Ressourceneinsparpotenziale

Die dauerhafte Verwendung des Baustoffes Holz führt zu einer erheblichen Reduzierung der CO2-Emissionen und des Energiebedarfes.

Anwendbarkeitskriterien

Die Anwendung beschränkt sich auf Geh- und Radwegbrücken mit Spannweiten bis zu 16 m.

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 ===== Beschreibung =====
-Es ist zwischen zwei verschiedenen Varianten von Widerlagern aus bewehrten Erdkörpern hinsichtlich der verwendeten Bewehrung zu unterscheiden. Eine Ausführung mit Geokunststoffgittern (Kunststoffbewehrte Erde, KBE) wird mit dem Beispiel der „[[HEITKAMP Schnellbaubrücke®]]“ vorgestellt. Die Brückenwiderlager „[[Stahlbewehrte Erde - Brückenwiderlager|Stahlbewehrte Erde]]“ werden hingegen mit verzinkten Stahlbändern bewehrt.
+Holzbrücken haben durch den natürlich nachwachsenden Baustoff einen ökologischen Vorteil gegenüber Stahl und Beton. Diese Bauwerke sind aufgrund der geringeren Tragfähigkeit in der Regel nur für Fußgänger- und Radverkehr ausgelegt, welche in Kommunen jedoch einen erheblichen Anteil ausmachen. Die Dauerhaftigkeit dieser Bauwerke ist deutlich geringer als bei Stahl- und Betonbrücken, sodass ein Ersatzneubau bereits ungefähr doppelt so schnell erforderlich ist. Vor dem Hintergrund, dass im Brückenbau größtenteils tropisches Holz eingesetzt wird, welches weit transportiert werden muss, besteht der Ansatz, Holzbrücken konstruktiv so zu gestalten, dass Schäden nicht auftreten können. Im Wesentlichen muss das Eindringen von Wasser verhindert werden. Mit der Entwicklung von Standardbrückentypen ist kann eine Lebensdauer von 80 Jahren erreicht werden, was eine erhebliche Steigerung darstellt [Moorkamp, 2022].
-Beiden Varianten gemein ist der Ersatz einer massiven Betonkonstruktion in den Widerlagern durch einen geschichteten Erdkörper, der lediglich mit der jeweiligen Bewehrung durchzogen ist. Diese ist dazu da, die Horizontalkräfte über Reibung bzw. Verzahnung aufzunehmen. Die Geogitter (KBE) werden linear, die Stahlbänder (Stahlbewehrte Erde) punktuell an die sogenannten Facing-Elemente angeschlossen, die den äußeren Abschluss der Konstruktion bilden. Diese dienen dem Schutz vor mechanischen oder Umwelteinflüssen und können auf verschiedene Weise ausgeführt werden. Möglich sind beispielsweise Beton-Fertigteile oder Gabionen. Die so entstehenden Widerlager können sehr zügig und ohne Beeinträchtigung des Verkehrs auf der zu überführenden Straße mit einem geringen Einsatz von Baumaschinen erstellt werden.<ref name=":0">Balder, T., Girmscheid, M., Lehmann, F., & Hangen, H. (2021). Die HEITKAMP Schnellbaubrücke®: KBE für innovative Brückenwiderlager im Pilotprojekt der Bundesautobahn A 3 Stokkumer Straße. Beton‐und Stahlbetonbau, 116, 66-72.</ref>
-Die Lasten aus dem Brückenüberbau werden über einen Stahlbeton-Auflagerbalken in den Erdkörper abgeleitet. Dieser kann konstruktionsbedingt nicht direkt an der Vorderkante platziert werden und muss daher nach hinten versetzt werden. Aus diesem Grund geht mit dieser Bauweise eine größere Spannweite und ein erhöhter Platzbedarf einher.
-Bei der Bauweise der Widerlager-Konstruktionen aus bewehrten Erdkörpern ist die Setzung stets zu beobachten.<ref>Görtz, S., & Pham, T. K. D. (2024). CO2‐Berechnungen von Brücken mit Bauwerkslängen bis 40 m. Bautechnik.</ref> Für die Herstellung ist in Deutschland derzeit noch eine Zustimmung im Einzelfall (ZiE) erforderlich.<ref name=":0" />
 ===== Ressourceneinsparpotenziale =====
-Die Schnellbauweise hat einen geringen Eingriff in den Verkehr zur Folge, womit unmittelbar eine Einsparung von CO<sub>2</sub>-Emissionen einhergeht. Außerdem kann auf einen erheblichen Anteil an Stahlbeton verzichtet werden und die Bauweise erfordert einen verminderten Einsatz von Baumaschinen. Dies führt ebenfalls zu CO<sub>2</sub>-, Rohstoff und Energieeinsparungen. Die vollständige Rückbaubarkeit und Wiederverwendbarkeit der Materialien ist ein weiterer Vorteil.<ref name=":0" />
+Die dauerhafte Verwendung des Baustoffes Holz führt zu einer erheblichen Reduzierung der CO2-Emissionen und des Energiebedarfes.
 ===== Anwendbarkeitskriterien =====
-Durch den Schnellbaucharakter lohnt sich diese Bauweise vor allem für Ersatzneubauten von Brücken über viel befahrene Straßen im kommunalen Netz. Die Anwendung ist auf balken- und plattenartige Brücken beschränkt, da Widerlager und Überbau voneinander getrennt sind. Seitlich des zu überführenden Hindernisses muss genügend Platz vorhanden sein. Der anstehende Boden muss ggf. durch ein Bindemittel stabilisiert werden. Grundwasser sollte unterhalb der bewehrten Erdkörper anstehen.
+Die Anwendung beschränkt sich auf Geh- und Radwegbrücken mit Spannweiten bis zu 16 m.
 ===== Literaturverzeichnis =====