Verstärken von Spannbetonbrücken mit externen Spanngliedern. Erfahrungen bei der Entwurfs- und Ausführungsplanung: Fid-Bau Portal

Verstärken von Spannbetonbrücken mit externen Spanngliedern. Erfahrungen bei der Entwurfs- und Ausführungsplanung

Ponzel, Ulrich / Grebe, Bernhard / Eisler, Roland

In den vergangen Jahren wurde ein Vielzahl von Spannbetonbrücken aus den 1960er und 1970er Jahren hinsichtlich der Dauerhaftigkeit und Dauerfestigkeit des Spannstahls im Bereich der Koppelfugen untersucht und anschließend, wenn erforderlich, verstärkt. Grundlage für die Beurteilung, ob eine Verstärkung notwendig ist oder nicht, ist die Handlungsanweisung der Bundesanstalt für Straßenwesen. Andere Gründe für eine Verstärkung sind beispielsweise eine Erhöhung der Traglast, die Reduzierung von Durchbiegungen oder das Überdrucken von Rissen. Die Planung von Verstärkungsmaßnahmen erfordern sowohl spezielle als auch Standardlösungen. Bei den Standardlösungen wurden die Bemessungen und deren konstruktive Umsetzung ständig verbessert, um Fehlermöglichkeiten zu minimieren und einen schnellen Baufortschritt/Montage zu ermöglichen. Prinzipielle Konstruktionen der Verstärkung mit externen Spanngliedern werden erläutert. Die Erfahrung mit durchgeführten Planungen von Überbauverstärkungen mit externen Spanngliedern hat zweierlei gezeigt: Zum einen ist die Herstellung der Ankerelemente sehr teuer. Zum anderen sind Konstruktionen, die eine hohe Einbaugenauigkeit erfordern, zeit- und kostenintensiv sowie Ursache von Fehlerquellen. Für diesen Anwendungsbereich wurden selbstausrichtende Umlenkkonstruktionen auch für den Neubau von extern vorgespannten Brücken entwickelt. Der Vorteil liegt auch hier in kurzen Montagezeiten, eventuell Einsparung von Gewicht sowie einer großeren Fehlertoleranz. Bei Umlenkungen, die sich in gewissen Grenzen selbst ausrichten, kann der erforderliche allseitige Vorhaltewinkel Delta(alpha) = 3 Grad reduziert werden, da eine Kantenpressung der Spannkabel an den Austrittsstellen der Umlenkelemente ausgeschlossen ist. Während beim Neubau die Bauweise mit externen Spanngliedern bisher nur bei Kastenquerschnitten ausgeführt werden darf, wird diese bei den Verstärkungen von Plattenbalken schon seit langem erfolgreich praktiziert. Die verstärkte Nordbrücke in Minden zeigt, dass auch bei Plattenbalken vertikal umgelenkte externe Spannglieder sehr erfolgreich und wirtschaftlich eingesetzt werden können. Die Nutzhöhe der externen Vorspannung lässt sich noch steigern, wenn die Kabel im Feldbereich unterhalb des Betonquerschnitts geführt werden (unterspannte Träger). Auch beim Neubau können selbstzentrierende Umlenkelemente vorteilhaft eingesetzt werden. Die derzeit bei dem Pilotprojekt Mühlenbergbrücke an einem Hohlkasten erprobte neue 'Mischbauweise ohne Verbund' - sowohl externe als auch interne Spannglieder ohne Verbund - lässt sich ebenso bei Plattenbalken problemlos umsetzen.