Klappbrückenverfahren mit Betonfertigteilen revolutioniert den Brückenbau!
Wien, 04. Oktober 2010. In Kooperation mit dem Verband Österreichischer Beton- und Fertigteilwerke (VÖB) entwickelte die Technische Universität Wien (TU) Wien eine neue innovative Brückenbaumethode. In einem spektakulären Pilotversuch wurde eine tonnenschwere Brücke aus Betonfertigteilen aufgespannt wie ein Regenschirm. Die Anwendung dieser Klapp-Methode setzt, neben intensiver Forschung an der Brückenbaumethode, auch höchste Ansprüche an die zum Einsatz kommenden Konstruktionsmaterialien. Innovative Betonfertigteile ermöglichen diesen auf den Bedarf abgestimmten Einsatz.
Das Prinzip eines Regenschirmes, machten sich Prof. Johann Kolleger und sein Team von der TU Wien, für den Brückenbau zu Nutze. In einem spektakulären Pilotgroßversuch wurde das neue Brückenbauverfahren nun getestet. Intensive Forschung an der Brückenbaumethode und hochwertigste Betonfertigteile ermöglichen diesen Meilenstein im Brückenbau. „Um so eine Idee in die Tat umzusetzen, sind aufwändige Vorarbeiten nötig. Wir sind besonders stolz, dass ein Projekt wie dieses erst durch den Einsatz unserer Betonfertigteilprodukten möglich gemacht wurde“, erklärt DI Dr. Bernd Wolschner, Präsident des Verbandes Österreichischer Beton- und Fertigteilwerke (VÖB).
Leichte Bauteile sind einfacher zu montieren
Die von Prof. Johann Kolleger entwickelte Methode setzt auf eine kluge Strategie: Die einzelnen Teile der Brücke werden zunächst aus Beton-Elementen, deren Wände nur wenige Zentimeter dick sind, hergestellt. Diese werden, fast wie die Stäbe eines Regenschirms zu einer U-förmigen Schale zusammengefügt und durch die nötige Bewehrung wird die Stabilität der zukünftigen Brückenträger erreicht. Diese U-Teile werden zusammengespannt und senkrecht zu einem etwa 26 Meter hohen, schlanken Turm aus Beton miteinander verbunden.
Dieser Turm wird dann mithilfe eines Krans symmetrisch auseinander geklappt. Mit dem Senken der Träger streckt der Turm seine Arme aus. In kurzer Zeit stellt man so ohne weitere Gerüstung eine Tragkonstruktion fertig, die dann nur noch ausbetoniert werden muss. „Diese Methode wurde von der TU Wien bereits international zum Patent angemeldet, wir erwarten durch diese Technik eine deutliche Kosteneinsparung im Brückenbau“, meint Prof. Johann Kollegger.
Stahlbeton brechen für die Wissenschaft
Um so eine Idee in die Tat umzusetzen, sind aufwändige Forschungsarbeiten nötig. Die verwendeten Fertigteile werden mit bewährten Technologien im bestens abgestimmten und kontrollierten Umfeld des Fertigteilwerkes hergestellt, hier sind keine Problem zu erwarten. Während des Ausklappvorganges müssen sich die Bauelemente an mehreren Knotenpunkten gegeneinander drehen. „Verbindende Gelenke herzustellen, die das Ausklappen unbeschadet überstehen, war für uns die größte Herausforderung“, erklärt Prof. Kollegger. Die Gelenke wurden aus Beton und Stahl gebaut und mithilfe von Stahlseilen so lange belastet bis sie zerbrachen. Mit den daraus gewonnenen Daten konnte die Konstruktuion sicher geplant werden. Auch ein verkleinertes Brückenmodell mit einer Spannweite von 15 Metern wurde versuchsweise errichtet, um den Klappmechanismus zu testen.
Weltpremiere in Gars am Kamp
Nachdem alle nötigen Vorversuche erfolgreich abgeschlossen waren, wurde es nun Zeit, die Brücke in Originalgröße zu errichten. Die Betonteile konnten hergestellt werden, Fundamente wurden errichtet, die Bauteile vorbereitet und in Gars am Kamp wurde die Betonkonstruktion versuchsweise aufgestellt. Eine fast 26 Meter hohe Konstruktion aus Fertigteilträgern wurde montiert und dann erfolgreich zu einer etwa 50 Meter langen Brücke ausgeklappt. Schließlich wird der Träger noch mit Beton vergossen und es einsteht ein monolithischer Bauteil ohne Verbindungen wie Schrauben oder Verleimungen.
Win-win-Situation: Umweltfreundlich und kostengünstig
Die Anwendung dieser Klapp-Methode bei konkreten Bauprojekten ist bereits geplant. Neben Zeit- und Kostenersparnis ist auch die Umweltfreundlichkeit ein wichtiger Vorteil der neuen Brückenbauweise. „Das Aufstellen einer aufwändigen Schalungskonstruktion für den Brückenbau auf der Baustelle entfällt. Damit können Ressourcen eingespart werden“, erklärt Prof. Johann Kollegger. Die Belastung des Baustellenumfelds wird deutlich verringert – dies vor allem durch die Verwendung von Beton- und Betonfertigteilen als Baumaterial, denn Beton gehört zu den Baustoffen mit den geringsten negativen Auswirkungen auf die Umwelt. So sind die Rohstoffe, die zur Herstellung von Beton verwendet werden natürlichen Ursprungs. Beton ist daher ein ökologisch besonders wertvoller Baustoff der darüber hinaus vollständig wiederverwertet werden kann.
Intelligente Zusammenführung verschiedener Bautechniken
Neben vielen anderen wichtigen Entwicklungen ist es vor allem die Zusammenführung verschiedenster Bautechniken, die diese innovative Technik erst möglich machen. Betonfertigteile, wie sie bisher nur im Hochbau eingesetzt wurden, kommen in neuen Anwendungsgebieten wie z.B. dieser Vorspanntechnik zum Einsatz.
Bestes Zusammenarbeit von Forschung und Wirtschaft
Wie zukunftsweisend und praxisnah das Projekt ist, erkennt man alleine schon an der eifrigen Beteiligung von bedeutender Wirtschaftsunternehmen: Neben dem Verband der Österreichischen Beton- und Fertigteilwerke (VÖB) der das Forschungsprojekt koordinierte wurde die Methodenentwicklung von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG), der ASFINAG, der ÖBB-Infrastruktur AG und der Fertigteilindustrie finanziert.
Die TU Wien war nicht nur für die Entwicklung der Technologie und die vorbereitenden Versuche verantwortlich, auch die Bauleitung lag in den Händen von Prof. Johann Kollegger. Die eigentlichen Bauarbeiten wurden von Spezialfirmen durchgeführt: Die Firma Oberndorfer GmbH & Co KG stellte die Beton-Fertigteile her, auch das Vorspannen der Bauteile (Grund- Pfahl- und Sonderbau GmbH, Himberg) und das Ausbetonieren der Fertigteile (Swietelsky Bauges. mbH, Wien) wurde von Partnerunternehmen aus der Industrie übernommen.
Klappbrückenverfahren mit Betonfertigteilen revolutioniert den Brückenbau!
Wien, 04. Oktober 2010. In Kooperation mit dem Verband Österreichischer Beton- und Fertigteilwerke (VÖB) entwickelte die Technische Universität Wien (TU) Wien eine neue innovative Brückenbaumethode. In einem spektakulären Pilotversuch wurde eine tonnenschwere Brücke aus Betonfertigteilen aufgespannt wie ein Regenschirm. Die Anwendung dieser Klapp-Methode setzt, neben intensiver Forschung an der Brückenbaumethode, auch höchste Ansprüche an die zum Einsatz kommenden Konstruktionsmaterialien. Innovative Betonfertigteile ermöglichen diesen auf den Bedarf abgestimmten Einsatz.
Das Prinzip eines Regenschirmes, machten sich Prof. Johann Kolleger und sein Team von der TU Wien, für den Brückenbau zu Nutze. In einem spektakulären Pilotgroßversuch wurde das neue Brückenbauverfahren nun getestet. Intensive Forschung an der Brückenbaumethode und hochwertigste Betonfertigteile ermöglichen diesen Meilenstein im Brückenbau. „Um so eine Idee in die Tat umzusetzen, sind aufwändige Vorarbeiten nötig. Wir sind besonders stolz, dass ein Projekt wie dieses erst durch den Einsatz unserer Betonfertigteilprodukten möglich gemacht wurde“, erklärt DI Dr. Bernd Wolschner, Präsident des Verbandes Österreichischer Beton- und Fertigteilwerke (VÖB).
Leichte Bauteile sind einfacher zu montieren
Die von Prof. Johann Kolleger entwickelte Methode setzt auf eine kluge Strategie: Die einzelnen Teile der Brücke werden zunächst aus Beton-Elementen, deren Wände nur wenige Zentimeter dick sind, hergestellt. Diese werden, fast wie die Stäbe eines Regenschirms zu einer U-förmigen Schale zusammengefügt und durch die nötige Bewehrung wird die Stabilität der zukünftigen Brückenträger erreicht. Diese U-Teile werden zusammengespannt und senkrecht zu einem etwa 26 Meter hohen, schlanken Turm aus Beton miteinander verbunden. Dieser Turm wird dann mithilfe eines Krans symmetrisch auseinander geklappt. Mit dem Senken der Träger streckt der Turm seine Arme aus. In kurzer Zeit stellt man so ohne weitere Gerüstung eine Tragkonstruktion fertig, die dann nur noch ausbetoniert werden muss. „Diese Methode wurde von der TU Wien bereits international zum Patent angemeldet, wir erwarten durch diese Technik eine deutliche Kosteneinsparung im Brückenbau“, meint Prof. Johann Kollegger.
Stahlbeton brechen für die Wissenschaft
Um so eine Idee in die Tat umzusetzen, sind aufwändige Forschungsarbeiten nötig. Die verwendeten Fertigteile werden mit bewährten Technologien im bestens abgestimmten und kontrollierten Umfeld des Fertigteilwerkes hergestellt, hier sind keine Problem zu erwarten. Während des Ausklappvorganges müssen sich die Bauelemente an mehreren Knotenpunkten gegeneinander drehen. „Verbindende Gelenke herzustellen, die das Ausklappen unbeschadet überstehen, war für uns die größte Herausforderung“, erklärt Prof. Kollegger. Die Gelenke wurden aus Beton und Stahl gebaut und mithilfe von Stahlseilen so lange belastet bis sie zerbrachen. Mit den daraus gewonnenen Daten konnte die Konstruktuion sicher geplant werden. Auch ein verkleinertes Brückenmodell mit einer Spannweite von 15 Metern wurde versuchsweise errichtet, um den Klappmechanismus zu testen.
Weltpremiere in Gars am Kamp
Nachdem alle nötigen Vorversuche erfolgreich abgeschlossen waren, wurde es nun Zeit, die Brücke in Originalgröße zu errichten. Die Betonteile konnten hergestellt werden, Fundamente wurden errichtet, die Bauteile vorbereitet und in Gars am Kamp wurde die Betonkonstruktion versuchsweise aufgestellt. Eine fast 26 Meter hohe Konstruktion aus Fertigteilträgern wurde montiert und dann erfolgreich zu einer etwa 50 Meter langen Brücke ausgeklappt. Schließlich wird der Träger noch mit Beton vergossen und es einsteht ein monolithischer Bauteil ohne Verbindungen wie Schrauben oder Verleimungen.
Win-win-Situation: Umweltfreundlich und kostengünstig
Die Anwendung dieser Klapp-Methode bei konkreten Bauprojekten ist bereits geplant. Neben Zeit- und Kostenersparnis ist auch die Umweltfreundlichkeit ein wichtiger Vorteil der neuen Brückenbauweise. „Das Aufstellen einer aufwändigen Schalungskonstruktion für den Brückenbau auf der Baustelle entfällt. Damit können Ressourcen eingespart werden“, erklärt Prof. Johann Kollegger. Die Belastung des Baustellenumfelds wird deutlich verringert – dies vor allem durch die Verwendung von Beton- und Betonfertigteilen als Baumaterial, denn Beton gehört zu den Baustoffen mit den geringsten negativen Auswirkungen auf die Umwelt. So sind die Rohstoffe, die zur Herstellung von Beton verwendet werden natürlichen Ursprungs. Beton ist daher ein ökologisch besonders wertvoller Baustoff der darüber hinaus vollständig wiederverwertet werden kann.
Intelligente Zusammenführung verschiedener Bautechniken
Neben vielen anderen wichtigen Entwicklungen ist es vor allem die Zusammenführung verschiedenster Bautechniken, die diese innovative Technik erst möglich machen. Betonfertigteile, wie sie bisher nur im Hochbau eingesetzt wurden, kommen in neuen Anwendungsgebieten wie z.B. dieser Vorspanntechnik zum Einsatz.
Bestes Zusammenarbeit von Forschung und Wirtschaft
Wie zukunftsweisend und praxisnah das Projekt ist, erkennt man alleine schon an der eifrigen Beteiligung von bedeutender Wirtschaftsunternehmen: Neben dem Verband der Österreichischen Beton- und Fertigteilwerke (VÖB) der das Forschungsprojekt koordinierte wurde die Methodenentwicklung von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG), der ASFINAG, der ÖBB-Infrastruktur AG und der Fertigteilindustrie finanziert. Die TU Wien war nicht nur für die Entwicklung der Technologie und die vorbereitenden Versuche verantwortlich, auch die Bauleitung lag in den Händen von Prof. Johann Kollegger. Die eigentlichen Bauarbeiten wurden von Spezialfirmen durchgeführt: Die Firma Oberndorfer GmbH & Co KG stellte die Beton-Fertigteile her, auch das Vorspannen der Bauteile (Grund- Pfahl- und Sonderbau GmbH, Himberg) und das Ausbetonieren der Fertigteile (Swietelsky Bauges. mbH, Wien) wurde von Partnerunternehmen aus der Industrie übernommen.
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Presseinformation "Klappbrückenverfahren mit Betonfertigteilen"
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