Stahlreport 2016.11

ten auf, die die Realisierung zu einer
nicht alltäglichen und interessanten
Aufgabe machten“, sagt Dipl.-Bauing.
Urs Kern, Projektleiter der Tuchschmid
AG in Frauenfeld.
An erster Stelle ist dazu die doppelte
Krümmung des Bauwerks zu nennen:
Die Brücke ist um ihre Längsachse
sowohl seitlich als auch vertikal
gebogen. Die Berücksichtigung dieser
Krümmungen erforderte einen entsprechend
höheren Aufwand sowohl
beim Zuschneiden der einzelnen Blechteile
als auch bezüglich der Vorrichtungen
und Stützkonstruktionen, die für
das Verschweißen in korrekter Lage
erforderlich waren.
Die Stahlkonstruktion musste mit
einer zusätzlichen Überhöhung von
bis zu 140 mm ausgeführt werden,
damit sich die vom Architekten
gewünschte Geometrie erst dann einstellt,
wenn die rund 350 t schwere
Fahrbahnplatte aus Beton aufgebracht
ist.
Hinzu kam die logistische Herausforderung,
denn die rund 100 m lange
Gesamtkonstruktion war so groß, dass
sie in der Werkstatt gar nicht im Ganzen
hätte gefertigt werden können.
Zudem wäre der Einsatz eines Krans,
der ein solches Monstrum in einem
Stück hätte bewältigen können, viel zu
teuer geworden.
Die Gesamtkonstruktion wurde
daher aus insgesamt fünf einzelnen
Segmenten gefertigt, die auf der Baustelle
zunächst zu insgesamt drei größeren
Teilstücken verschweißt wurden.
Anschließend wurden zunächst
die beiden Seitenteile mit dem Kran eingehoben
und verankert. Krönender
Abschluss war dann das Einheben des
Mittelteils, das in Millimeterarbeit an
Qualitätssicherung: Der einwandfreie
Zustand der Schweißnähte wurde anhand
eines genauen Prüfplans mithilfe von
Ultraschallmessungen dokumentiert.
Ort und Stelle gebracht und anschließend
mit den beiden anderen Teilstücken
zu einem durchgehenden Träger
verschweißt wurde.
Hunderte Einzelteile
„Der trogförmige Träger der Brücke
muss natürlich durch eine Reihe von
Rippen, Verstrebungen und Verstärkungen
ausgesteift werden“, so Urs
Kern. Zu den Beanspruchungen der
Brücke gehören neben den eigentlichen
Belastungen durch den Verkehr
und die Eigenlast auch die thermischen
Spannungen, da sich das Material der
Brücke durch Temperaturänderungen
ausdehnt bzw. zusammenzieht. Deshalb
wird auf dem Untergurt beispielsweise
mittig eine durchgehende Längsaussteifung
gegen Beulung eingeschweißt,
die im Bereich der Pfeiler
noch um zwei weitere Aussteifungen
ergänzt wird.
Insgesamt besteht die Brücke aus
einem regelrechten Puzzle von mehreren
hundert Blechteilen mit Wanddicken
zwischen 15 und 50 mm. Diese
Einzelteile wurden von einem spezialisierten
Zulieferer mithilfe von Autogen-
bzw. Plasmabrennern exakt auf
Maß geschnitten und die Kanten nach
Vorgabe vorbereitet bzw. angefast.
In der Werkstatt der Tuchschmid
AG begann dann im November 2015
die genau auf den geplanten Baufortschritt
abgestimmte Fertigstellung der
insgesamt fünf einzelnen Baugruppen
mit Längen von bis zu 25 m und
Gewichten von bis zu knapp 40 t. Die
Arbeiten im Werk dauerten bis zum
März 2016. Fertige Baugruppen wurden
anschließend mit Spezialfahrzeugen
just in time an die Baustelle geliefert.
Schweißtechnische Fleißarbeit
„Die Ausführung der eigentlichen
Schweißarbeiten stellte von der verwendeten
Technologie her keine besonderen
Herausforderungen dar“, verrät
Urs Kern. Beim Großteil der Nähte handelte
es sich um die „klassische“ V-
Naht, ergänzt durch eine gewisse
Anzahl an X-, K- und Blechnähten. Zum
Einsatz kam das seit Jahrzehnten
bewährte Metall-Aktivgas(MAG)-
Schweißen mit auf den Konstruktionswerkstoff
abgestimmtem Drahtmaterial.
Die Herausforderungen lagen eher in
der sachgerechten Organisation der
Arbeitsabläufe sowie der entsprechenden
Logistik sowie in der Sicherung
und Dokumentation der geforderten
Qualität. Dazu mussten entsprechende
Prüfpläne erstellt, die geeigneten Prüfmittel
– insbesondere Ultraschallprüfsysteme
– eingesetzt und die Prüfungen
einschließlich der entsprechenden
Dokumentation mit der erforderlichen
Sorgfalt durchgeführt werden.
Hierfür wurde auch auf die Leistungen
des externen Prüfinstituts Qualitech
AG zurückgegriffen. Wie umfangreich
die Schweißarbeiten letztlich ausfielen,
kann man daran erkennen, dass
insgesamt 2,5 bis 3 t Schweißdraht
verarbeitet wurden.
Herausforderung CAD/CAM
„Eine große Herausforderung bestand
für uns darin, die bereits erwähnte
elastische Formänderung der Stahlkonstruktion
nach Aufbringen der
Fahrbahn zu kompensieren“, erläutert
der Projektleiter von Tuchschmid, Urs
Kern. Dazu mussten die Einzelteile –
vor allem die seitlichen Stege – mit
einer präzise berechneten Krümmungsüberhöhung
zugeschnitten werden.
Beim Schweißen mussten dann auch
die Lehren bzw. Stützkonstruktionen
die entsprechende Geometrie vorgeben.
Die Auslegung erfolgte so, dass
sich die vom Architekten gewünschte
Sollkontur erst nach Zusammenbau
aller Elemente und dem Aufbringen
der rund 350 t schweren Betondecke
nebst Fahrbahn aufgrund der Verformung
durch das aufgebrachte Gewicht
einstellte.
Mithilfe des CAD-Programms
HiCAD hat die Tuchschmid AG die entsprechenden
Geometriedaten ermittelt
und sie anschließend in das CAD-
Programm Tekla „übersetzt“, um die
Stegbleche passend herzustellen. „Die
korrekte Einhaltung dieser Vorgaben
schon beim Ausbrennen der Blechteile
und auch später beim Vorbereiten der
Fasen und dem eigentlichen Schweißen
war eine wirklich spannende Aufgabe“,
erinnert sich Projektleiter Kern.
Dank seiner Erfahrung auf diesem
Gebiet ist es dem Stahlbauunternehmen
gelungen, alle zeitlichen Vorgaben
einzuhalten und die fertige Stahlkonstruktion
pünktlich zu übergeben. 2
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