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»Hinweis« vom Stahl-Informations-Zentrum
Stahlbrücken im Autobahnbau
Fast 50 % der Staus werden durch Bau-
stellen verursacht, wie ein Gutachten
zur Stausituation auf den nordrheinwestfälischen
Autobahnen unlängst
festgestellt hat. Unnötig viel CO 2 gelangt
so in die Atmosphäre. »Deshalb sollten
alle Maßnahmen zur Stauvermeidung
genutzt werden, und hierzu zählt ein-
deutig auch ein moderner Brückenbau«,
sagte Hans Jürgen Kerkhoff, Präsident der
Wirtschaftsvereinigung Stahl in Düsseldorf.
Den Blick allein auf die Baukosten
zu richten, wie dies die öffentliche Hand
bei vielen Bauvorhaben macht, ignoriere
die Umweltkosten. »Es ist höchste Zeit,
auch aus Gründen der Ressourceneffi-
zienz, die Weichen für einen umweltverträglichen
Brückenbau zu stellen«,
so der Verbandspräsident.
Stahl- und Stahlverbundbrücken über
Autobahnen zeichnen sich dadurch aus,
dass der Verkehr während der Bauzeit
ungehindert fließen kann, mit nur kurzen
Sperrzeiten nachts oder am Wochenende.
Forschungsergebnis der Universität Kassel
Baukasten für Tensegrity-Strukturen
Es muss nicht immer ein massiver Bau
aus Beton und Stahl sein: Auch mit Stä-
ben und Seilen vermag man durch die
intelligente Verknüpfung von Zug- und
Druckelementen filigrane und dennoch
belastbare, sich selbst tragende Gebilde
zu realisieren. Auf dem Weg dorthin
haben Wissenschaftler der Universität
Kassel jetzt einen gewaltigen Schritt
nach vorn getan – mit der Konzeption
einer Art von Baukasten für Tensegrity-
Strukturen, der Errichtung eines 4 m
hohen Prototyps als Messestand und der
Patentanmeldung der von ihnen ent-
wickelten Anschluss- und Vorspann-
technik.
Obwohl solche Konstruktionen wenig
Material benötigen und zudem (theoretisch)
schnell wieder demontiert,
»zusammengefaltet« und dann an
anderen Orten neu aufgebaut werden
können, haben sie sich bisher kaum
durchgesetzt, so Prof. Dr.-Ing. Detlef Kuhl,
Leiter des Fachgebiets Baumechanik und
Baudynamik. Zwar seien sie beispielsweise
in der Kuppel der olympischen
Gymnastikarena in Seoul oder im
Die einzelnen Bauteile werden in der
Werkstatt oder auf mobilen Fertigungsplätzen
direkt neben den Verkehrswegen
vormontiert und als Ganzes oder in weni-
gen Segmenten eingehoben. Dank der
großen Spannweiten, die sich mit dem
Baustoff Stahl erreichen lassen, kann
bei diesen Brücken außerdem die Mittel-
stütze entfallen. Damit werden nicht nur
die Kosten des Mittelpfeilers eingespart,
sondern auch Aufwendungen für be-
engende Verkehrsführungen. Der ge-
samte Bauablauf ohne Baustelle im
Mittelstreifen von mehrspurigen Auto-
bahnen ist deutlich einfacher. Verbreiterungen
lassen sich gleichfalls bei lau-
fendem Verkehr durchführen.
Durch den Einsatz von Verbundfertigteilen
kann der Bau von Stahlverbundbrücken
weiter optimiert werden, wie in
einem Forschungsvorhaben der Düsseldorfer
Forschungsvereinigung Stahlanwendung
e. V. (FOSTA) festgestellt
wurde. Die schlanken Stahlverbund-
Georgia-Dom von Atlanta zu finden,
doch stets unter Verwendung eines
umlaufenden Druckrings als stabilisierendes
Hilfsmittel.
Kuhl und sein Doktorand Sönke Carstens
haben diesen Schwachpunkt nun be-
seitigt: Da Stabilität und Eignung der
Tensegrity-Strukturen entscheidend von
der richtigen Vorspannung der Stahlseile
und deren perfekten Anschluss an die
druckfesten Metallstäbe abhängen, inte-
grierten sie Aufnahme, Kupplung und
Spanneinrichtung als Zylinder in die
N AC H R I C H T E N U N D T E R M I N E
brücken erfüllen darüber hinaus die
Anforderungen an ressourceneffizientes
Bauen, da sie Material und Gewicht ein-
sparen und einen effizienten Bauablauf
ermöglichen. Bereits 2007 bestätigte ein
Gutachten der Universität Stuttgart für
die Hessische Straßen- und Verkehrsverwaltung,
dass sich die Umweltkosten
durch den Bau von Stahlverbundbrücken
deutlich senken lassen.
Allein in Nordrhein-Westfalen sind nach
Einschätzungen des Landesverkehrsministeriums
mehr als 300 Bauwerke an
Autobahnen und Bundesstraßen kurz-
fristig sanierungsbedürftig oder müssen
neu gebaut werden, mittelfristig kommen
weitere 700 Brücken aus den 1960er und
70er Jahren hinzu.
www.stahl-zentrum.de
Modell der Konstruktion
© Universität Kassel
Stäbe. Das heißt, die Spannung der
einzelnen Seile lässt sich individuell
einstellen, jederzeit verändern und da-
mit stets auf die »auszuhaltenden«
Belastungen abstimmen.
Die Forscher arbeiten inzwischen am
nächsten Projekt – einer Brücke zwischen
zwei Bürogebäuden, wobei ihre Vision
wesentlich weiter reicht: Es sei sein
Traum, so Kuhl, einmal eine tensegre
Brücke über die Fulda zu bauen …
www.uni-kassel.de
2 . 2011 | BRÜCKENBAU
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