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Holz-Beton-Verbundbrücke in Kayl / Luxemburg - Hbv-systeme.de

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Ingenieur-<strong>Holz</strong>bau<br />

<strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-<strong>Verbundbrücke</strong> <strong>in</strong> <strong>Kayl</strong> / <strong>Luxemburg</strong><br />

Nach<strong>de</strong>m sich die <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Verbund-<br />

bauweise <strong>in</strong> <strong>de</strong>n letzten Jahren im Geschoss<strong>de</strong>-<br />

ckenbau als eigenständige Bauweise etabliert<br />

hat, wer<strong>de</strong>n auch zunehmend anspruchsvollere<br />

Konstruktionen <strong>in</strong> <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Verbundbau-<br />

weise ausgeführt. Zu nennen s<strong>in</strong>d z.B. weit-<br />

spannen<strong>de</strong> und hochbelastete Decken bei In-<br />

dustrie- o<strong>de</strong>r Verwaltungsbauten mit hohen<br />

Anfor<strong>de</strong>rungen an Schallschutz, Schw<strong>in</strong>gungs-<br />

verhalten und Brandschutz, Decken, Dächer<br />

o<strong>de</strong>r Wän<strong>de</strong> bei Wohnungsbauten mit Anfor-<br />

<strong>de</strong>rungen an e<strong>in</strong>en hohen Vorfertigungsgrad<br />

und schnellen Bauablauf sowie Brücken, die<br />

für Fußgänger o<strong>de</strong>r <strong>de</strong>n Straßenverkehr ausge-<br />

legt s<strong>in</strong>d. E<strong>in</strong>e im Sommer 2006 erstelle Fuß-<br />

gängerbrücke im luxemburgischen <strong>Kayl</strong> wird <strong>in</strong><br />

diesem Bericht vorgestellt (Bild 1). Es han<strong>de</strong>lt<br />

sich hierbei um die weltweit erste Brückenkons-<br />

truktion <strong>in</strong> <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Verbundbauweise, bei<br />

<strong>de</strong>r e<strong>in</strong>geklebte Streckmetalle als Verb<strong>in</strong>dungs-<br />

mittel e<strong>in</strong>gesetzt wor<strong>de</strong>n s<strong>in</strong>d.<br />

Bauherr<br />

Adm<strong>in</strong>istration communale <strong>de</strong> <strong>Kayl</strong><br />

BP 56, L-3601 <strong>Kayl</strong><br />

Planung<br />

TiComTec GmbH, D-63808 Haibach,<br />

www.hbv-<strong>systeme</strong>.<strong>de</strong><br />

Herstellung<br />

Poppensieker & Derix GmbH & Co. KG,<br />

D-49492 Westerkappeln,<br />

www.poppensieker-<strong>de</strong>rix.<strong>de</strong><br />

Steffen-<strong>Holz</strong>bau S.A., L-6776 Grevenmacher,<br />

www.steffen-holzbau.lu<br />

<strong>Holz</strong>bau und <strong>Beton</strong>arbeiten<br />

Schmees und Lühn <strong>Holz</strong>- und Stahlbau<strong>in</strong>genieurbau<br />

GmbH, D-49762 Fresenburg,<br />

www.schmees-luehn.<strong>de</strong><br />

Zeichnungen<br />

FH Wiesba<strong>de</strong>n, <strong>Holz</strong>baulabor,<br />

D-65197 Wiesba<strong>de</strong>n<br />

TiComTec GmbH, D-63808 Haibach,<br />

wwww.hbv-<strong>systeme</strong>.<strong>de</strong><br />

Fotos<br />

Steffen-<strong>Holz</strong>bau S.A., L-6776 Grevenmacher,<br />

www.steffen-holzbau.lu<br />

22 bauen mit holz 12/2006<br />

Weltweit erste Brückenkonstruktion mit e<strong>in</strong>geklebten Streckmetallen als Verb<strong>in</strong>dungsmittel<br />

Bild 1 <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-<strong>Verbundbrücke</strong><br />

<strong>in</strong> <strong>Kayl</strong>: Weltweit<br />

erste Brückenkonstruktion<br />

mit e<strong>in</strong>geklebten Streckmetallen<br />

als Verb<strong>in</strong>dungsmittel<br />

<strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-<strong>Verbundbrücke</strong>n -<br />

H<strong>in</strong>tergrund<br />

Für konventionelle Anwendungen im<br />

<strong>Holz</strong>bau stellen <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Verbundkons-<br />

truktionen nach langjährigen Forschungs-<br />

und Entwicklungstätigkeiten <strong>in</strong>zwischen<br />

überzeugen<strong>de</strong> Alternativen dar. Dies gilt<br />

auch für Brückenkonstruktionen. Dabei wer-<br />

<strong>de</strong>n die gestalterischen Vorzüge <strong>de</strong>s <strong>Holz</strong>baus<br />

mit <strong>de</strong>n aus <strong>de</strong>m <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Verbundbau<br />

resultieren<strong>de</strong>n Vorteilen bezüglich <strong>de</strong>r Trag-<br />

fähigkeit, <strong>de</strong>r Gebrauchstauglichkeit und <strong>de</strong>s<br />

<strong>Holz</strong>schutzkonzeptes komb<strong>in</strong>iert.<br />

Bild 2 zeigt die grundsätzlichen Ausfüh-<br />

rungsvarianten von <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Verbund-<br />

brücken; die Lösung als Plattenvariante so<br />

wie <strong>de</strong>r Ansatz als Balkenbrücke. Die obenlie-<br />

Bild 2 Pr<strong>in</strong>zipskizzen von <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-<strong>Verbundbrücke</strong>n<br />

- Ausführung als Balkenbrücke bzw.<br />

Plattenbrücke. Die obenliegen<strong>de</strong> <strong>Beton</strong>platte<br />

schützt das <strong>Holz</strong> vor direkter Bewitterung.<br />

gen<strong>de</strong> <strong>Beton</strong>platte wird dabei als Fahrbahn ge-<br />

nutzt. Gleichzeitig wird sie durch E<strong>in</strong>b<strong>in</strong>dung<br />

<strong>in</strong> das Verbundtragwerk – über die schubstei-<br />

fe Verb<strong>in</strong>dung mit <strong>de</strong>m <strong>Holz</strong> – zum Lastab-<br />

trag herangezogen. E<strong>in</strong>e Verteilung <strong>de</strong>r Last<br />

quer zu <strong>de</strong>n Hölzern ist <strong>in</strong>nerhalb <strong>de</strong>r <strong>Beton</strong>-<br />

platte (Scheibe) leicht herstellbar. Letztlich<br />

schützt die <strong>Beton</strong>platte die <strong>Holz</strong>konstruktion<br />

auch noch vor direkter Bewitterung. Die Be-<br />

tonplatte übernimmt somit gleichzeitig meh-<br />

rere Funktionen. Das <strong>Holz</strong> liefert se<strong>in</strong>erseits<br />

Ästhetik, Natürlichkeit, Optik und Tragver-<br />

mögen. Durch die Anordnung <strong>in</strong> <strong>de</strong>r Zug-<br />

zone übernimmt <strong>de</strong>r <strong>Holz</strong>querschnitt e<strong>in</strong>en<br />

beachtlichen Teil <strong>de</strong>r auftreten<strong>de</strong>n Zugspan-<br />

nungen, wobei Bewehrungszulagen <strong>in</strong> <strong>de</strong>r Be-<br />

tonplatte reduziert wer<strong>de</strong>n können. Als Gan-


110 cm<br />

zes reduzieren sich durch <strong>de</strong>n Verbundansatz<br />

auftreten<strong>de</strong> Verformungen, die Schw<strong>in</strong>gungs-<br />

anfälligkeit sowie die Konstruktionshöhe <strong>de</strong>r<br />

Brücke.<br />

40 cm<br />

Bild 3 Querschnitt <strong>de</strong>r <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-<br />

<strong>Verbundbrücke</strong> <strong>in</strong> <strong>Kayl</strong> (aus [1]).<br />

Für <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-<strong>Verbundbrücke</strong>n liegen<br />

aus <strong>de</strong>r Vergangenheit e<strong>in</strong>ige zum Teil impo-<br />

sante Anwendungsbeispiele vor, wobei sowohl<br />

Balkenkonstruktionen als auch Plattenvarian-<br />

ten zum E<strong>in</strong>satz gekommen s<strong>in</strong>d. Die Mehr-<br />

zahl dieser Brücken wur<strong>de</strong>n im Ausland erbaut.<br />

Tabelle 1 Seite 28 zeigt Brückenkonstruktio-<br />

nen <strong>in</strong> <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Verbundbauweise aus <strong>de</strong>r<br />

Schweiz und F<strong>in</strong>nland. Weitere Anwendungs-<br />

beispiele existieren <strong>in</strong> <strong>de</strong>n USA, Brasilien, Ka-<br />

nada, Frankreich, Österreich und Australi-<br />

en. Nach Wissen <strong>de</strong>r Autoren wur<strong>de</strong> bis dato<br />

lediglich e<strong>in</strong>e <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-<strong>Verbundbrücke</strong> <strong>in</strong><br />

Deutschland erstellt. Dabei han<strong>de</strong>lt es sich um<br />

die Skifahrerbrücke <strong>in</strong> Kl<strong>in</strong>genthal [5].<br />

<strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-<strong>Verbundbrücke</strong> <strong>in</strong> <strong>Kayl</strong><br />

Im luxemburgischen <strong>Kayl</strong> wur<strong>de</strong> im Som-<br />

mer 2006 e<strong>in</strong>e 9,70 m spannen<strong>de</strong> Fußgänger-<br />

brücke <strong>in</strong> <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Verbundbauweise er-<br />

stellt. Die Breite <strong>de</strong>r Brücke beträgt 4,00 m.<br />

In e<strong>in</strong>er geme<strong>in</strong>samen Projektarbeit zwischen<br />

<strong>de</strong>m Brückenbauunternehmen Schmees &<br />

Lühn GmbH, Fresenburg, <strong>de</strong>n <strong>Holz</strong>bauun-<br />

ternehmen Poppensieker & Derix GmbH &<br />

Co. KG, Westerkappeln und Steffen-<strong>Holz</strong>-<br />

bau S.A., Grevenmacher sowie <strong>de</strong>r Firma Ti-<br />

ComTec GmbH, Haibach als Zulassungs<strong>in</strong>-<br />

haber <strong>de</strong>s HBV-Systems mit e<strong>in</strong>geklebten<br />

HBV-Schubverb<strong>in</strong><strong>de</strong>rn wur<strong>de</strong> die HBV-Brü-<br />

cke entwickelt und hergestellt.<br />

352 cm<br />

Streckbügel Ø 8/15-800 mm lang<br />

Beschichtung mit 2-K-PUR-System (Fa. Relius)<br />

mit Quarzsan<strong>de</strong><strong>in</strong>streuung (Oldodur-Büfadur)<br />

<strong>Beton</strong> B45 (C35/45)<br />

Matte Q188 A oben<br />

Matte 2 × Q 377 A unten<br />

105 cm 105 cm 105 cm<br />

2,5 cm<br />

400 cm<br />

2,5 cm<br />

Die Konstruktion <strong>de</strong>r Brücke selbst be-<br />

steht aus 3 flach nebene<strong>in</strong>an<strong>de</strong>r liegen<strong>de</strong>n<br />

Brettschichtholzplatten (Fichte, BS 14, b/h<br />

= 105/16 cm), auf die oberseitig e<strong>in</strong>e <strong>Beton</strong>-<br />

platte (C35/45, b/h = 400/18 cm) aufgebracht<br />

wur<strong>de</strong> (Bil<strong>de</strong>r 3 und 8). Zur Herstellung <strong>de</strong>r<br />

Verbundtragwirkung wer<strong>de</strong>n 9 durchgehen<strong>de</strong><br />

Reihen e<strong>in</strong>geklebter HBV-Schubverb<strong>in</strong><strong>de</strong>r<br />

e<strong>in</strong>gesetzt. Die HBV-Schubverb<strong>in</strong><strong>de</strong>r besit-<br />

zen e<strong>in</strong>e Höhe von 9 cm. Sie wer<strong>de</strong>n <strong>in</strong> 4 cm<br />

tiefe und 3 mm breite Nuten im <strong>Holz</strong> e<strong>in</strong>ge-<br />

klebt. Gleichzeitig wird <strong>de</strong>r 5 cm hohe he-<br />

rausstehen<strong>de</strong> Teil <strong>de</strong>r Schubverb<strong>in</strong><strong>de</strong>r durch<br />

<strong>de</strong>n <strong>Beton</strong>iervorgang <strong>in</strong> <strong>de</strong>r <strong>Beton</strong>platte ver-<br />

ankert.<br />

40 cm<br />

In <strong>de</strong>r <strong>Beton</strong>platte wer<strong>de</strong>n zwei untere La-<br />

gen Mattenbewehrung Q377A zur Aufnah-<br />

me auftreten<strong>de</strong>r Zugspannungen sowie ei-<br />

ne obere Lage Mattenbewehrung Q188A zur<br />

Rissbeschränkung e<strong>in</strong>gelegt. Weiterh<strong>in</strong> ist die<br />

<strong>Beton</strong>platte mit <strong>in</strong>sgesamt 170 U-förmigen<br />

Steckbügeln Ø 8 mm, l = 80 cm (zur Rand-<br />

e<strong>in</strong>fassung <strong>de</strong>s <strong>Beton</strong>s) versehen. Sie wer<strong>de</strong>n<br />

umlaufend im Abstand von 15 cm e<strong>in</strong>gesetzt.<br />

Die Brücke wur<strong>de</strong> als Fertigteil im Werk mit<br />

e<strong>in</strong>er Überhöhung von 10 cm hergestellt. Die<br />

Bil<strong>de</strong>r 4 bis 6 zeigen das <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Ver-<br />

bundbrückenelement während <strong>de</strong>r Fertigung.<br />

Nach <strong>de</strong>m Aushärten <strong>de</strong>r <strong>Beton</strong>platte wur<strong>de</strong><br />

werkseitig e<strong>in</strong>e zusätzliche Beschichtung auf-<br />

gebracht, um e<strong>in</strong> E<strong>in</strong>dr<strong>in</strong>gen von Feuchtigkeit<br />

<strong>in</strong> die <strong>Beton</strong>platte während <strong>de</strong>r Nutzung zu<br />

unterb<strong>in</strong><strong>de</strong>n. Dabei han<strong>de</strong>lt es sich um e<strong>in</strong> aus<br />

<strong>de</strong>m Stahlbetonbrückenbau bewährtes zwei-<br />

komponentiges PUR-System mit Quarzsand-<br />

18 cm<br />

16 cm<br />

34 cm<br />

Ingenieur-<strong>Holz</strong>bau<br />

anteilen. Die komplett vorgefertigte Brü-<br />

cke wur<strong>de</strong> nach Fertigstellung im Werk mit<br />

e<strong>in</strong>em Schwerlasttransport (Gesamtgewicht<br />

<strong>de</strong>r Brücke ca. 26 Tonnen) auf die Baustelle<br />

gebracht und dort mit e<strong>in</strong>em Kran <strong>in</strong> die ge-<br />

wünschte Position e<strong>in</strong>gehoben (Bild 7).<br />

Auflagerung<br />

Bei Brücken ist <strong>de</strong>r Ausbildung <strong>de</strong>r Auf-<br />

lagerkonstruktionen grundsätzlich beson<strong>de</strong>-<br />

re Beachtung zu schenken; stauen<strong>de</strong>, Schä<strong>de</strong>n<br />

verursachen<strong>de</strong> Feuchtigkeit will vermie<strong>de</strong>n<br />

wer<strong>de</strong>n. Dieser Gedanke wur<strong>de</strong> bei <strong>de</strong>r <strong>Holz</strong>-<br />

<strong>Beton</strong>-<strong>Verbundbrücke</strong> <strong>in</strong> <strong>Kayl</strong> aufgenommen,<br />

Bild 4 Vorgefertigtes HBV-Brückenelement<br />

vor <strong>de</strong>m <strong>Beton</strong>ieren<br />

Bild 5 HBV-Brückenelement vor <strong>de</strong>m <strong>Beton</strong>ieren.<br />

Obere und untere Mattenbewehrungslage<br />

<strong>in</strong>klusive umlaufen<strong>de</strong>r Steckbügel<br />

Bild 6 HBV-Brückenelement<br />

nach <strong>de</strong>m <strong>Beton</strong>iervorgang<br />

bauen mit holz 12/2006 23


Ingenieur-<strong>Holz</strong>bau<br />

Name: Aabachbrücke im Wyl<br />

Land: Schweiz<br />

Ort: Lenzburg<br />

Baujahr: 2002<br />

Länge: 9,50 m<br />

Breite: 3,50 m<br />

VM: Stahlschubnocke mit Kopfbolzendübel<br />

Fotos: Ch. Fuhrmann, O. Hugentobler<br />

Name: Crestawaldbrücke<br />

Land: Schweiz<br />

Ort: Sufers<br />

Baujahr: 1996<br />

Länge: 32,11 m<br />

Breite: 3,90 m<br />

VM: Stahlschubnocke mit Kopfbolzendübel<br />

Fotos: O. Hugentobler<br />

Name: Günscharüelbachbrücke<br />

Land: Schweiz<br />

Ort: Klosters - Serneus<br />

Baujahr: 2003<br />

Länge: 24,10 m<br />

Breite: 3,50 m<br />

VM: E<strong>in</strong>geklebte Bewehrungsstäbe<br />

Fotos: J. Fromm<br />

Name: Le Sentier<br />

Land: Schweiz<br />

Ort: Geme<strong>in</strong><strong>de</strong> Chenit<br />

Baujahr: 1991<br />

Länge: 13,0 m<br />

Breite: 4,0 m<br />

VM: Rundholz mit Kerve + Hilti-Dübel<br />

Fotos: P. Jung<br />

Name: Pikisiltabrücke<br />

Land: F<strong>in</strong>nland<br />

Ort: Oulu<br />

Baujahr: 2001<br />

Länge: 13,0 + 16,0 + 13,0 m<br />

Breite: 9,50 m<br />

VM: E<strong>in</strong>geklebte Bewehrungsstäbe<br />

Fotos: Hels<strong>in</strong>ki University of Technology<br />

Name: Punt la Resgia<br />

Land: Schweiz<br />

Ort: Innerferrara<br />

Baujahr: 1998<br />

Länge: 45,70 m<br />

Breite: 3,50 m<br />

VM: E<strong>in</strong>geklebte Bewehrungsstäbe<br />

Fotos: J. Fromm, O. Hugentobler<br />

Name: Ronatobelbrücke<br />

Land: Schweiz<br />

Ort: Furna<br />

Baujahr: 1991<br />

Länge: 12,0 + 12,0 + 13,75 + 12,25 m<br />

Breite: 4,20 m<br />

VM: E<strong>in</strong>geschlitzte verdübelte Stahlplatten<br />

Fotos: J. Fromm, J. Flury<br />

Name: Vihantasalmibrücke<br />

Land: F<strong>in</strong>nland<br />

Ort: Mäntyharju<br />

Baujahr: 1999<br />

Länge: 21,0 + 42,0 + 42,0 + 42,0 + 21,0 mw<br />

Breite: 14,0 m<br />

VM: E<strong>in</strong>geklebte Bewehrungsstäbe<br />

Fotos: Hels<strong>in</strong>ki University of Technology<br />

Name: Le Léchère<br />

Land: Schweiz<br />

Ort: Bulle<br />

Baujahr: 2005<br />

Länge: 45, m<br />

Breite: 11,00 m<br />

VM: System Deperraz – holzseitige Nocken<br />

Fotos: Kanton Freiburg, Tiefbauamt<br />

Tabelle 1 Ausgeführte Brückenkonstruktionen <strong>in</strong> <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Verbund aus <strong>de</strong>n europäischen Nachbarlän<strong>de</strong>rn<br />

24 bauen mit holz 12/2006


Bild 7 Verlegen <strong>de</strong>r komplett vorgefertigten<br />

Brücke <strong>in</strong>klusive montierter<br />

Gelän<strong>de</strong>r auf <strong>de</strong>r Baustelle<br />

Bild 8: Unteransicht <strong>de</strong>r Brücke: flachliegen<strong>de</strong><br />

Brettschichtholzelemente<br />

wobei mit <strong>de</strong>r „<strong>in</strong>direkten Auflagerung“ e<strong>in</strong> für<br />

<strong>de</strong>n <strong>Holz</strong>bau völlig neuartiger Konstruktions-<br />

ansatz verfolgt wur<strong>de</strong> [2, 3]. Die Auflagerung<br />

<strong>de</strong>r <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-<strong>Verbundbrücke</strong> erfolgt hier-<br />

bei über e<strong>in</strong>en querliegen<strong>de</strong>n Stahlbetonauf-<br />

lagerbalken, <strong>de</strong>r direkt mit <strong>de</strong>m Brückentrag-<br />

werk verbun<strong>de</strong>n ist. Bild 9 zeigt exemplarisch<br />

e<strong>in</strong>e Systemskizze <strong>de</strong>r „<strong>in</strong>direkten Auflage-<br />

rung“ für e<strong>in</strong>e <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Verbund-Balken-<br />

konstruktion. Die auftreten<strong>de</strong> Auflagerkraft<br />

wird über stirnseitig <strong>in</strong> die <strong>Holz</strong>elemente e<strong>in</strong>-<br />

geklebte HBV-Schubverb<strong>in</strong><strong>de</strong>r <strong>in</strong> <strong>de</strong>n Stahl-<br />

betonauflagerbalken übertragen.<br />

Die Berechnung kann nach <strong>de</strong>m <strong>in</strong> Tabel-<br />

le 2 vorgestellten Bemessungsvorschlag erfol-<br />

gen, wobei die zulässigen Rechenwerte für <strong>de</strong>n<br />

HBV-Schubverb<strong>in</strong><strong>de</strong>r aus <strong>de</strong>r allgeme<strong>in</strong>en<br />

bauaufsichtlichen Zulassung Z-9.1-557 [4]<br />

entnommen s<strong>in</strong>d. Der Bemessungsvorschlag<br />

wur<strong>de</strong> auf Basis von Auflagerversuchen, die im<br />

MPA Wiesba<strong>de</strong>n durchgeführt wor<strong>de</strong>n s<strong>in</strong>d,<br />

entwickelt. An <strong>de</strong>r FH Wiesba<strong>de</strong>n, <strong>Holz</strong>bau-<br />

labor wur<strong>de</strong>n theoretische Berechnungen und<br />

Stabwerksmo<strong>de</strong>llierungen erstellt, um das aus<br />

<strong>de</strong>n Versuchen ermittelte Verhältnis <strong>de</strong>r Auf-<br />

teilung <strong>de</strong>r Querkräfte zu verifizieren. Bei<br />

<strong>de</strong>m rechnerischen Ansatz teilt sich die Quer-<br />

kraft danach im Verhältnis <strong>de</strong>r tatsächlichen<br />

Steifigkeitsanteile <strong>de</strong>r Querschnitte <strong>Holz</strong> und<br />

Bild 9 Systemskizze e<strong>in</strong>er<br />

„Indirekten Auflagerung“<br />

mittels stirnseitiger Kraftweiterleitung<br />

bei e<strong>in</strong>em<br />

Balkensystem<br />

<strong>Beton</strong> auf. Die Ste<strong>in</strong>er’schen Anteile sowie die<br />

Nachgiebigkeit <strong>de</strong>r Verb<strong>in</strong>dung müssen hier-<br />

bei berücksichtigt wer<strong>de</strong>n.<br />

Da die Auflagerung <strong>de</strong>r Tragkonstruktion<br />

komplett über <strong>de</strong>n Stahlbetonquerschnitt er-<br />

folgt, wird das <strong>Holz</strong> vor direkten Feuchtig-<br />

keitse<strong>in</strong>flüssen im Auflagerbereich geschützt.<br />

E<strong>in</strong>er Entstehung möglicher Scha<strong>de</strong>nsfälle<br />

wird dadurch vorgebeugt. E<strong>in</strong> weiterer großer<br />

Vorteil dieser Konstruktion liegt <strong>in</strong> <strong>de</strong>r Elimi-<br />

nierung von Quere<strong>in</strong>drückungen <strong>de</strong>s <strong>Holz</strong>es.<br />

Bei gängigen Tragkonstruktionen im <strong>Holz</strong>-<br />

bau wird stets <strong>de</strong>r <strong>Holz</strong>querschnitt aufgelegt.<br />

Dies ist <strong>in</strong>sbeson<strong>de</strong>re bei weitgespannten o<strong>de</strong>r<br />

hochbelasteten Tragwerken mit Problemen<br />

verbun<strong>de</strong>n, da die zulässigen Spannungen von<br />

quer zur Faser laufen<strong>de</strong>m <strong>Holz</strong> relativ ger<strong>in</strong>g<br />

s<strong>in</strong>d. In solchen Fällen wer<strong>de</strong>n häufig zusätz-<br />

liche Maßnahmen wie z. B. Auflagerverbrei-<br />

terungen erfor<strong>de</strong>rlich. Diese Problematik wird<br />

bei <strong>de</strong>r Auflagerung über <strong>de</strong>n Stahlbetonquer-<br />

schnitt elegant gelöst, da <strong>Beton</strong> im Vergleich<br />

zum <strong>Holz</strong> <strong>de</strong>utlich höhere Druckspannungen<br />

aufnehmen kann.<br />

Bild 10 zeigt e<strong>in</strong>e Systemskizze <strong>de</strong>r kon-<br />

kreten Auflagersituation bei <strong>de</strong>r Brücke <strong>in</strong><br />

<strong>Kayl</strong>. Die Kraftweiterleitung vom <strong>Holz</strong> <strong>in</strong> <strong>de</strong>n<br />

<strong>Beton</strong>auflagerbalken wird über stirnseitig e<strong>in</strong>-<br />

Anteilige Querkraft im <strong>Holz</strong><br />

( EI ) <strong>Holz</strong><br />

Q <strong>Holz</strong>= QAuflager<br />

⋅<br />

( EI )<br />

Anteilige Querkraft im <strong>Beton</strong><br />

( EI ) <strong>Beton</strong><br />

Q <strong>Beton</strong>= QAuflager<br />

⋅<br />

( EI )<br />

ef<br />

ef<br />

Ingenieur-<strong>Holz</strong>bau<br />

geklebte HBV-Schubverb<strong>in</strong><strong>de</strong>r hergestellt.<br />

Für die Weiterleitung <strong>de</strong>r im <strong>Holz</strong>querschnitt<br />

wirken<strong>de</strong>n anteiligen Querkraft von 76,78 kN<br />

wer<strong>de</strong>n über die Breite <strong>de</strong>r Brücke <strong>in</strong>sgesamt<br />

9 HBV-Schubverb<strong>in</strong><strong>de</strong>r mit e<strong>in</strong>er E<strong>in</strong>klebe-<br />

länge von 14 cm e<strong>in</strong>gesetzt.<br />

• Anteilige Querkraft im <strong>Beton</strong><br />

( EI ) <strong>Beton</strong><br />

Q <strong>Beton</strong>= QAuflager<br />

⋅ = 159,66 kN<br />

( EI )<br />

496905272kN<br />

2<br />

⋅ cm = 82,88 kN<br />

957255493kN<br />

2<br />

cm<br />

• Anteilige Querkraft im <strong>Holz</strong><br />

( EI ) <strong>Holz</strong><br />

Q <strong>Holz</strong>= QAuflager<br />

⋅ = 159,66 kN<br />

( EI )<br />

460350221kN<br />

2<br />

⋅ cm = 76,78 kN<br />

957255493kN<br />

2<br />

cm<br />

• Kapazität e<strong>in</strong>es HBV-Schubverb<strong>in</strong><strong>de</strong>rs<br />

( N<br />

0,5<br />

( ) )<br />

zul T = 90<br />

mm<br />

− 4,5 ⋅ d ⋅ l<br />

= 90N mm<br />

⋅ 140 mm = 12,6 kN<br />

• Nachweis <strong>de</strong>r Querkraftweiterleitung<br />

Tabelle 2 Bemessungsvorschlag für die „Indirekte Auflagerung“ mit stirnseitiger Kraftweiterleitung<br />

ef<br />

ef<br />

zw HBV<br />

vor Q<strong>Holz</strong><br />

76,78 kN<br />

0,68 1,0<br />

η = = = ≤<br />

zul T 9 ⋅12,6<br />

kN<br />

Kapazität e<strong>in</strong>es HBV-Schubverb<strong>in</strong><strong>de</strong>rs<br />

N<br />

0,5<br />

( ( ) )<br />

zul T = 90<br />

mm<br />

− 4,5 ⋅ d ⋅ l<br />

zw HBV<br />

Nachweis <strong>de</strong>r Querkraftweiterleitung<br />

vor Q<strong>Holz</strong><br />

η<br />

= ≤ 1,0<br />

zul T<br />

bauen mit holz 12/2006 25


Ingenieur-<strong>Holz</strong>bau<br />

34,8 cm<br />

32 cm<br />

Die Bewehrungsführung im Stahlbetonauf-<br />

lagerbalken wird entsprechend <strong>de</strong>n Stahlbe-<br />

tonbaunormen ausgeführt. Hierfür wird aus<br />

e<strong>in</strong>er Mattenbewehrung Q377A e<strong>in</strong> Bügel-<br />

korb gebogen und <strong>in</strong> <strong>de</strong>n Ecken mit jeweils<br />

e<strong>in</strong>em Längseisen Ø 20 mm, l = 3,85 m ver-<br />

sehen. Der Stahlbetonauflagerbalken selbst<br />

wird auf <strong>de</strong>m <strong>Beton</strong>fundament aufgesetzt,<br />

wobei textilbewehrte Elastomerlager mit Di-<br />

cken von 20 mm zum E<strong>in</strong>satz kamen (Bild 11).<br />

Zur Aufnahme möglicher Bewegungen <strong>in</strong>fol-<br />

ge Temperatur- und Witterungse<strong>in</strong>flüssen ist<br />

zwischen Brückenkonstruktion und Wi<strong>de</strong>rla-<br />

ger e<strong>in</strong>e Dehnfuge angeordnet (Bild 12).<br />

Gelän<strong>de</strong>rkonstruktion<br />

Zur Ausführung kommt e<strong>in</strong> standardmä-<br />

ßiges Gelän<strong>de</strong>r aus Lärche-Vollholz mit Ge-<br />

län<strong>de</strong>rholm und Knieleiste (Bild 13 und Bild 14).<br />

Die Befestigung <strong>de</strong>r Gelän<strong>de</strong>rpfosten auf <strong>de</strong>r<br />

<strong>Beton</strong>platte erfolgt mit Verbundankern M12.<br />

<strong>Holz</strong>schutzkonzept<br />

Um dauerhafte Bauwerke zu erstellen, s<strong>in</strong>d<br />

grundsätzlich Vorkehrungen zur Sicherstel-<br />

26 bauen mit holz 12/2006<br />

8 cm HBV-Schubverb<strong>in</strong><strong>de</strong>r Typ 90/1000 mm<br />

30 cm<br />

2 cm<br />

HBV-Schubverb<strong>in</strong><strong>de</strong>r Typ 120/200 mm<br />

3 Ø 6/500 mm durch HBV-Schubverb<strong>in</strong><strong>de</strong>r<br />

stecken<br />

Bild 10 Kraftweiterleitung über stirnseitig <strong>in</strong> die <strong>Holz</strong>elemente e<strong>in</strong>geklebte HBV-Schubverb<strong>in</strong><strong>de</strong>r.<br />

Bewehrungsführung im querlaufen<strong>de</strong>n Stahlbetonauflagerbalken (aus [1]).<br />

Bild 11 Auflager<strong>de</strong>tail <strong>de</strong>r HBV-Brücke <strong>in</strong><br />

<strong>Kayl</strong>. Lagerung <strong>de</strong>s querlaufen<strong>de</strong>n Stahlbetonauflagerbalkens<br />

über Elastomerlager<br />

auf <strong>de</strong>m Wi<strong>de</strong>rlager.<br />

lung <strong>de</strong>r Dauerhaftigkeit zu treffen und diese<br />

<strong>in</strong> e<strong>in</strong>er angemessenen Art und Weise nach-<br />

zuweisen [6]. Dieses allgeme<strong>in</strong>e Ziel wird zu-<br />

sammenfassend <strong>in</strong> <strong>de</strong>m <strong>Holz</strong>schutzkonzept<br />

e<strong>in</strong>es Bauwerks behan<strong>de</strong>lt. Bezüglich dieses<br />

<strong>Holz</strong>schutzkonzeptes s<strong>in</strong>d bei <strong>de</strong>r Brücke <strong>in</strong><br />

<strong>Kayl</strong> die folgen<strong>de</strong>n Maßnahmen getroffen<br />

wor<strong>de</strong>n:<br />

• Seitlich über die <strong>Holz</strong>elemente herausra-<br />

gen<strong>de</strong> <strong>Beton</strong>platte mit <strong>de</strong>m Ziel <strong>de</strong>r Her-<br />

stellung e<strong>in</strong>es effizienten Schutzes <strong>de</strong>r<br />

<strong>Holz</strong>konstruktion vor direkter Bewitte-<br />

rung,<br />

19,5 cm<br />

• Abdichtung <strong>de</strong>r <strong>Beton</strong>fahrbahn mit e<strong>in</strong>er<br />

Abdichtungsschicht auf PUR-Basis,<br />

• Tropfnasen an <strong>de</strong>r Unterseite <strong>de</strong>r seitlich<br />

auskragen<strong>de</strong>n Teile <strong>de</strong>r <strong>Beton</strong>platte,<br />

• Indirekte Auflagerung <strong>de</strong>r Brückenkons-<br />

truktion über <strong>Beton</strong>auflagerbalken,<br />

Bild 12 Aus <strong>de</strong>m Brückenbau<br />

bekannte Dehnfuge für mögliche<br />

Längsverformungen <strong>de</strong>r<br />

Brücke.<br />

Büko aus Q377A l = 3,85 m<br />

17,4 cm<br />

• Verwendung <strong>de</strong>r resistenteren <strong>Holz</strong>art<br />

Lärche für die ungeschützte Gelän<strong>de</strong>r-<br />

konstruktion,<br />

• Korrosionsschutz aller e<strong>in</strong>gesetzten Stahl-<br />

teile.<br />

Fazit<br />

150 cm<br />

Längseisen Ø 20 mm<br />

l = 3,85 m<br />

80 cm<br />

Steckbügel Ø 8 mm<br />

Die <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Verbundbauweise bietet<br />

<strong>de</strong>m <strong>Holz</strong>bauer neue Chancen und Möglich-<br />

keiten – auch und gera<strong>de</strong> bei <strong>de</strong>r Anwendung<br />

im Brückenbau. Die Brücke <strong>in</strong> <strong>Kayl</strong> wur<strong>de</strong><br />

von <strong>de</strong>n <strong>Holz</strong>bauunternehmen als Pilotprojekt<br />

ausgeführt mit <strong>de</strong>m Ziel, die <strong>in</strong> <strong>de</strong>r Theorie oft<br />

genannten Möglichkeiten <strong>de</strong>s <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-<br />

Verbundbaus <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em konkreten Bauvorha-<br />

ben im Brückenbau umzusetzen. Nach Fer-<br />

tigstellung sprachen alle Beteiligten – von <strong>de</strong>n<br />

beteiligten Unternehmen bis zum Bauherren –<br />

von e<strong>in</strong>em sehr gelungenen Projekt.<br />

2,5<br />

10,5 cm<br />

43,9 cm<br />

108,8 cm<br />

10,5 cm<br />

38,9 cm<br />

5 cm<br />

1,2<br />

Ab<strong>de</strong>ckbrett 12,5 × 2,5 cm<br />

2,3<br />

Pfosten 10,5 × 10,5 cm<br />

Handlauf<br />

10,5 × 10,5 cm<br />

Knieleiste<br />

6 × 10,5 cm<br />

2,3 cm<br />

Bild 13 Konstruktionszeichnung<br />

<strong>de</strong>s Gelän<strong>de</strong>rs<br />

mit Knieleiste (aus [1]).<br />

6<br />

Passbolzen<br />

Ø 16-130 mm<br />

Reaktionsanker<br />

M12<br />

6 cm<br />

81,3 cm<br />

l 1= 13,7 cm<br />

l 2= 15,0 cm<br />

H = 110 cm


Bild 14 Gelän<strong>de</strong>r mit Knieleiste.<br />

Ausführung <strong>in</strong> Lärche.<br />

Die <strong>Kayl</strong>brücke ist für Beanspruchungen von<br />

Fußgängern und Radfahrern ausgelegt. Es exis-<br />

tieren zu<strong>de</strong>m zahlreiche Beispiele für die Anwen-<br />

dung <strong>de</strong>r HBV-Bauweise bei Straßenverkehrsbrü-<br />

cken. Mit Ausnahme <strong>de</strong>r Brücke <strong>in</strong> Kl<strong>in</strong>genthal<br />

wur<strong>de</strong>n jedoch all diese Konstruktionen im Aus-<br />

land erstellt. Ziel aller im <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Verbund-<br />

bau tätigen Unternehmen und Forschungse<strong>in</strong>-<br />

richtungen sollte es daher se<strong>in</strong>, diese Bauweise<br />

auch <strong>de</strong>n <strong>de</strong>utschen Entscheidungsträgern na-<br />

he zu br<strong>in</strong>gen. Dafür müssen jedoch noch e<strong>in</strong>ige<br />

Fragen geklärt wer<strong>de</strong>n, z.B. h<strong>in</strong>sichtlich <strong>de</strong>r Dau-<br />

erschw<strong>in</strong>gfestigkeit von <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Verbund-<br />

konstruktionen o<strong>de</strong>r <strong>de</strong>s Quell- und Schw<strong>in</strong>dver-<br />

Dach-Aufgaben?<br />

Wir haben <strong>de</strong>n Kran!<br />

®<br />

haltens von großvolumigen <strong>Holz</strong>elementen<br />

und <strong>de</strong>ren E<strong>in</strong>fluss auf die Verbundcharak-<br />

teristik. Das Bun<strong>de</strong>sm<strong>in</strong>isterium für Wirt-<br />

schaft und Technologie unterstützt die Fach-<br />

hochschule Wiesba<strong>de</strong>n, <strong>Holz</strong>baulabor, über<br />

e<strong>in</strong> F&E-Projekt bei <strong>de</strong>r Erforschung dieser<br />

Fragestellungen. Nach Abschluss dieses F&E-<br />

Vorhabens sollte es leichter möglich se<strong>in</strong>, auch<br />

<strong>in</strong> Deutschland Brücken <strong>in</strong> <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Ver-<br />

bundbauweise zu erstellen. In Kürze wer<strong>de</strong>n<br />

an dieser Stelle erste Ergebnisse <strong>de</strong>s F&E-<br />

Vorhabens präsentiert wer<strong>de</strong>n.<br />

Literatur und Quellen<br />

[1] Bahmer, R. (2005): „Neubau e<strong>in</strong>er Fuß- und<br />

Radwegbrücke <strong>in</strong> <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Verbundbauweise <strong>in</strong><br />

<strong>Luxemburg</strong>. Statische Berechnung“<br />

[2] Bathon, L.; Bletz, O. (2006), „Konstrukti-<br />

onsansätze für weitgespannte Decken sowie Brü-<br />

cken <strong>in</strong> <strong>Holz</strong>-<strong>Beton</strong>-Verbundbauweise“, Bautech-<br />

nik 83, Heft 6, Seite 435 - 439<br />

● Speziell für Dach<strong>de</strong>ckerbetriebe und Zimmereien<br />

● 22 Meter Gesamthubhöhe<br />

● 500 kg Tragkraft bei Ausladung 24 m<br />

● 1.500 kg Tragkraft bei Ausladung 10,5 m<br />

● 80 km/h Transportgeschw<strong>in</strong>digkeit<br />

● Transport mit 7,5-t-Lkw, Führersche<strong>in</strong> Kl. 3<br />

● 15 M<strong>in</strong>uten Aufbauzeit durch e<strong>in</strong>en Mann<br />

For<strong>de</strong>rn Sie weitere Informationen an o<strong>de</strong>r besuchen<br />

Sie uns im Internet unter www.frick-kranbau.<strong>de</strong><br />

®<br />

Frick Fahrzeuge-Vertriebs-GmbH<br />

Postfach 2 48 · D-86839 Türkheim<br />

Tel. 08245 / 1071 · Fax 1075 · E-Mail: frick-tuerkheim@t-onl<strong>in</strong>e.<strong>de</strong><br />

[3] Bathon, L.; Bletz, O.; Bahmer, R. (2006),<br />

„Concrete bear<strong>in</strong>gs – a new <strong>de</strong>sign approach <strong>in</strong> wood-<br />

concrete-composite applications“, Proceed<strong>in</strong>gs of the<br />

World Conference on Timber Eng<strong>in</strong>eer<strong>in</strong>g, Portland,<br />

Oregon, USA, August 07 –10 , 2006<br />

[4] Deutsches Institut für Bautechnik (2003): All-<br />

geme<strong>in</strong>e bauaufsichtliche Zulassung Z-9.1-557. <strong>Holz</strong>-<br />

<strong>Beton</strong>-Verbundsystem mit e<strong>in</strong>geklebten HBV-Schub-<br />

verb<strong>in</strong><strong>de</strong>rn.<br />

[5] Jacob, Susanne (2000): „Skiläuferbrücke Kl<strong>in</strong>-<br />

genthal – E<strong>in</strong>e Querung fürs Loipennetz“, bauen mit<br />

holz 11/2000, Seite 16 - 19<br />

[6] Schickhofer, G.; Bernasconi, A. (2004): „Der<br />

mo<strong>de</strong>rne <strong>Holz</strong>brückenbau – <strong>Holz</strong>schutz, Normen<br />

und Richtl<strong>in</strong>ien“, <strong>Holz</strong>bau Kalen<strong>de</strong>r 2004, Seite 576<br />

- 621<br />

Autoren<br />

Ingenieur-<strong>Holz</strong>bau<br />

Prof. Dr.-Ing. Lean<strong>de</strong>r A. Bathon<br />

Dipl.-Ing.(TU) Dipl.-Ing.(FH) Oliver Bletz<br />

Fachhochschule Wiesba<strong>de</strong>n<br />

Rund ums <strong>Holz</strong><br />

www.bs-holz.<strong>de</strong><br />

bauen mit holz 12/2006 27

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