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