Interne verbundlose Längsvorspannung bei Brücke über die Kleine Laber

Kontext

Durch einerseits immer höhere Verkehrsaufkommen und zunehmend geringere finanzielle Mittel, andererseits jedoch gestiegene Bedürfnisse die Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit betreffend, werden die Anforderungen an Infrastrukturbauwerke in Zukunft deutlich steigen.

Ihre Anwendung findet die verbundlose interne Vorspannung im Brückenbau sowohl bei Hohlkastenträgern als auch bei massiven Balkenträgern. Die Mischbauweise, derzeit Stand der Technik bei Hohlkastenträgern, kombiniert in Längsrichtung extern geführte verbundlose Spannglieder im Inneren des Hohlkastens mit internen Spanngliedern mit Verbund in den Fahrbahn- und Bodenplatten. Die interne verbundlose Vorspannung kann die interne Vorspannung mit Verbund sowohl bei Hohlkastenträgern als auch bei massiven Plattenbalken ersetzen. Die verbundlose Methode hat die Vorteile der Werksvorfertigung, der geringeren Wetterabhängigkeit beim Einbau, der Nachspannbarkeit, Austauschbarkeit, der besseren Schadenserkennung und somit der Instandhaltung insgesamt.

Die Brücke über die Kleine Laber besteht aus zwei getrennten zweistegigen Plattenbalken, welche über 8 Felder mit 35 m Stützweite in den Innen- bzw. 31,5 m in den Randfeldern eine Gesamtlänge von 273 m erreichen. Erstmalig kommen hierbei interne verbundlose Spannglieder als Vorspannung einer abschnittsweise hergestellten Brücke mit sich übergreifenden Spanngliedern zum Einsatz.

Lösung

Die lichte Höhe des Bauwerks beträgt max. 12 m. Lisenen, die über den Pfeilern beidseitig der Stege angeordnet sind, ermöglichen eine statisch gleichmäßige Lasteinleitung und gewähren die Zugänglichkeit aller Verankerungen. Zum Einsatz kamen interne Spannglieder des Typs SUSPA ohne Verbund mit einer Spannkraft von Pm0,max = 2.430 kN bei 54 Spannstahldrähten und Pm0,max = 2.970 kN bei 66 Spannstahldrähten Ø 7 mm, St1470/1670. Im Regelbereich wurden je Überbau 7 Spannglieder und ein Leerrohr verbaut. Dieses kann für eine spätere optionale Verstärkung mit einem Spannglied bestückt werden. Durch die Übergreifungsstöße über den Stützen liegen dort und damit im Bereich der größten Beanspruchung mindestens 10 Spannglieder.

Im September 2010 wurde unter wissenschaftlicher Begleitung ein Austauschversuch durchgeführt, um die Einbauqualität eines nachträglich eingezogenen Spannglieds und insbesondere die vollständige Wiederherstellung des Korrosionsschutzes unter Baustellenbedingungen nachzuweisen. Hierzu wurde ein Leerrohr über zwei Felder mit einer Länge von 84 m und 3 Hochpunkten schon im Bau mit einem Reservespannglied ausgestattet und vor dem Betonieren der Fahrbahnplatte mit insgesamt 23 Temperaturmessfühlern versehen. Nach Fertigstellung des Brückenbauwerks und dem Aufbringen der Vorspannung in allen Spanngliedern wurde der Austausch durchgeführt.

Dazu wurde das Reservespannglied zunächst entspannt und bei gleichzeitigem Einziehen eines Pilotseils aus dem Hüllrohr ausgezogen. Anschließend wurde die im Hüllrohr verbliebene Korrosionsschutzmasse mit einer Kugelund einer Bürstenkette entfernt und das neue Spannglied mit vormontiertem Spannanker eingezogen. Es folgten die Montage des Festankers und das Aufbringen der Vorspannung. Danach wurde das Spannglied abgedichtet und mit dem System „Volumess“ das unverfüllte Volumen im Spannglied gemessen, um nach dem Verpressen einen Abgleich durchführen zu können.

Zum Verpressen wurde die Korrosionsschutzmasse auf über 100°C erhitzt und vom Spannanker aus injiziert. Gleichzeitig wurde zur Unterstützung vom Festanker aus ein Unterdruck aufgebracht. Auf ganzer Länge wurde während des Vorgangs sowie beim anschließenden Abkühlen über die Messfühler die Temperatur der Korrosionsschutzmasse im Hüllrohr aufgenommen. Damit konnte der Fortschritt über die Länge des Spannglieds verfolgt werden. Nach Abschluss der Arbeiten wurde die vollständige Verfüllung des Spannglieds über den Abgleich des eingepressten Materials mit dem zuvor gemessenen Hohlvolumen und über die endoskopische Kontrolle an den Hochpunkten nachgewiesen.

Der Austauschversuch unter wissenschaftlicher Begleitung an der Labertalbrücke hat gezeigt, dass ein Austausch und die Wiederherstellung des Korrosionsschutzes für ein Spannglied unter Baustellenbedingungen möglich sind. Die gewonnenen Erkenntnisse und daraus abgeleiteten Entwurfsgrundsätze tragen dazu bei, den steigenden Anforderungen im Spannbetonbrückenbau gerecht zu werden.