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Modulares Bauen: Ermüdungsverhalten von Betonfertigteil-Trockenfugen (EUProfil)
Drittmittelprojekt mit Industriebeteiligung

Prof. Dr.-Ing. Thomas Bösche

Prof. Dr.-Ing. Wolffried Wehmann
Dipl.-Ing. (FH) David Schaarschmidt
Enrico Romanschek

Der Zustand der Brückenbauwerke im Straßennetz der Bundesrepublik Deutschland macht kurz- und mittelfristig eine Vielzahl an Ersatzneubauten erforderlich. Im Jahr 2018 befinden sich rund 39.621 Brückenbauwerke im Netz der Bundesfernstraßen. Mit 87,1 % am Gesamtvolumen werden Stahlbeton- beziehungsweise Spannbetonbrücken am häufigsten ausgeführt. Ein hoher Prozentsatz dieser Bauwerke entstand nach dem Ende des Zweiten Weltkrieges, womit sich das Alter der Konstruktionen auf circa 70 Jahre beläuft. Nach heutigen Erkenntnissen unzureichende Anforderungen an die konstruktiven Randbedingungen führen nun zu Schäden am Beton und an der Stahlbewehrung. Das zieht kurz- und mittelfristig eine hohe Zahl an Ersatzneubauten nach sich und führt dazu, dass die angestrebte Lebensdauer von mindestens 100 Jahren nicht erreicht wird.
Allein in Hessen müssen bis 2022 ca. 540 Sanierungsmaßnahmen im Straßennetz vorgenommen werden. Dafür werden rund 385 mio. Euro zur Verfügung gestellt, was einem Anstieg des Landesstraßenbau-Etats um 80 % entspricht.
Nun muss es zum Ziel gemacht werden, die nächste Generation von (Brücken)-bauwerken langlebiger, effizienter und somit resourcenschonender zu konzipieren. Das Bauwesen ist als ein Antrieb unserer Wirtschaft von der Verknappung der Rohstoffe besonders stark betroffen. Das drückt sich vor allem in der Preisentwicklung für wichtige Ausgangsstoffe aus. So stieg der Preis für Metalle in den letzten 30 Jahren um mehr als das 4-fache.

Ein vielversprechender Lösungsansatz ist die Modularisierung. Im Werk vorgefertigte Module werden auf die Baustelle geliefert und vor Ort durch entsprechende Vorspanntechnologien gefügt. Das bietet neben einer hohen Fertigungsqualität und einem geringeren Material- und Personalaufwand auf der Baustelle vor allem den Vorteil, dass künftige Bauwerke flexibel erweiterbar und rückbaubar sind.

Bei dynamisch beanspruchten Bauwerken, wie beispielsweise Brücken, spielt die Werkstoffermüdung eine große Rolle. Das führt bei modularen Bauwerken zu ermüdungsrelevanten Beanspruchungen in den Fugen zwischen den einzelnen Fertigteilen. Da modulares Bauen im Brückenbau ein vergleichsweise junges Forschungsgebiet ist, wurde diese Problematik bis zum jetzigen Zeitpunkt nicht ausreichend untersucht. Doch genau dieses Wissen ist notwendig um langlebige und dauerhafte Brückenbauwerke zu errichten und verlässliche Aussagen zur künftigen Lebensdauer treffen zu können. Aus diesem Grund wird im Rahmen dieses Forschungsvorhabens der Einfluss von zyklischen Belastungen auf die Oberflächen- und Materialdegradation im Bereich von trocken gefügten Betonfertigteilen untersucht.


SMWK

Hentschke Bau GmbH, Bautzen Landesamt für Archäologie Sachsen

01.04.2019 bis 31.12.2021