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Samstag, 25. Mai 2019
Ausgabe 6487 | Nr. 145 | 18. Jahrgang
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Ultrahochfester Beton erstmals in Eisenbahnbrücke verbaut

# 18.09.2018

Fehlendes Regelwerk macht Zustimmung im Einzelfall notwendig. Schlankere Bauwerke mit weniger Gewicht und Volumen als Ziel. Forscher wollen Zugfestigkeit durch Carbonkurzfaser erhöhen

Hohe Dichte und Festigkeit versprechen schlanke Bauwerke

Erstmals wurde eine Brücke aus ultrahochfestem Beton für den Eisenbahnverkehr freigegeben. Foto: O. Fischer / TUM Erstmals wurde eine Brücke aus ultrahochfestem Beton für den Eisenbahnverkehr freigegeben. Foto: O. Fischer / TUM

Ultrahochfester Beton ist besonders dicht, besitzt also kaum Hohlräume, in die Nässe oder Salze eindringen können, die das Material schädigen. Auch hält er im Vergleich zum konventionellen Beton, der derzeit im Brückenbau verwendet wird, dem vier- bis fünffachen Druck stand, ist also deutlich "fester".

Der Werkstoff ist nach derzeitigem Stand der Forschung fast so widerstandsfähig wie Stahl, hat eine lange Lebensdauer und ermöglicht schlanke Bauwerke. Seine hohe Dichte und Festigkeit erhält der ultrahochfeste Beton durch ein genau abgestimmtes Verhältnis von Zementpartikeln, feinen Zusatzstoffen und abgestuften Gesteinskörnungen. Ein weiterer wichtiger Bestandteil sind Mikrostahlfasern. Sie sorgen für eine höhere Zugfestigkeit, was speziell für den Brückenbau entscheidend ist.

Kleine Eisenbahnbrücke als Pilotprojekt gestartet

International laufen bereits seit Jahren intensive Tests und Untersuchungen. Die Technische Universität München ist mit ihrem Lehrstuhl für Massivbau an dieser Forschung beteiligt. Aktuell begleiten die Wissenschaftler ein Projekt der bayerischen Tegernsee-Bahn bei Gmund.

Sie planten eine 6,5 Meter lange Eisenbahnbrücke, die erste in Deutschland aus ultrahochfestem Beton, welche inzwischen in Betrieb genommen wurde. Da in Deutschland noch kein eingeführtes Regelwerk für den Einsatz von ultrahochfestem Beton existiert, musste durch den Lehrstuhl eine Zustimmung im Einzelfall erwirkt werden.

Ultrahochfester Baustoff reduziert Volumen und Gewicht von Bauwerken

Bauteile aus ultrahochfestem Beton sollen durch ein geringeres Gewicht Vorteile für Transport und Montage bringen. Foto: Uli Benz / TUM Bauteile aus ultrahochfestem Beton sollen durch ein geringeres Gewicht Vorteile für Transport und Montage bringen. Foto: Uli Benz / TUM

Die neue Brücke führt über einen Bach, welcher je nach Höhe des Wasserstands einen mehr oder weniger großen Durchlauf benötigt. Dank des innovativen Baustoffes sowie relativ flacher Bahnschwellen konnten laut Lehrstuhl mehr als 25 Zentimeter Bauhöhe eingespart werden.

Zudem sei das neue Brückenteil vergleichsweise leicht, sodass die vorhandenen Unterbauten der Vorgängerbrücke weiter genutzt werden konnten. Durch das geringe Gewicht ergaben sich weitere Vorteile für Transport und Verlegung des Bauwerks. So musste die Strecke nur für einen relativ kurzen Zeitraum gesperrt werden.

Heino Seeger, Geschäftsführer der Auftrag gebenden Tegernsee-Bahn GmbH, ist von den wesentlichen konstruktiven Vorteilen des Pilotprojektes überzeugt: "Es gab dazu eine intensive Machbarkeitsprüfung zur Anwendung des neuen Werkstoffes."

Verstärkung bestehender Brücken als weiteres Anwendungsbeispiel

Während des laufenden Betriebs erhoffen sich die weiterhin beteiligten Forscher durch Messungen wichtige Erkenntnisse, welche unter anderem in ein zukünftiges Regelwerk für die Anwendung des Materials, beispielsweise zur Verstärkung bestehender Brücken, einfließen sollen. Erste Ergebnisse würden die vorherigen Berechnungen bislang bestätigen.

Neben dem Lehrstuhl für Massivbau der TUM waren die Ingenieurbüros Büchting+Streit AG sowie SSF Ingenieure AG an der Planung der innovativen Eisenbahnbrücke beteiligt. Mit der Herstellung des Fertigteils wurde das Bauunternehmen Max Bögl beauftragt. Dabei kam ein ultrahochfester Beton der HeidelbergCement AG zum Einsatz. Die Stiftung Bayerisches Baugewerbe hat das Projekt finanziell unterstützt.

Carbonkurzfasern sollen Zugfestigkeit erhöhen

Neben der Feldforschung am geschilderten Brückenbauprojekt gehen auch die Labortests für die Münchner Wissenschaftler weiter. In einem nächsten Schritt wollen die hier arbeitenden Ingenieure die Zugfestigkeit des ultrahochfesten Betons weiter erhöhen.

Dabei spielen unter anderem Carbonkurzfasern aus dem 3D-Drucker eine Rolle. Diese könnten zum einen leichter in eine bestimmte Richtung im Beton ausgerichtet werden, zum anderen würden sie sich besser mit dem Material vernetzen, wodurch eine noch höhere Tragfähigkeit sowie eine längere Lebensdauer möglich sein könnte.

2018-09-24 Betonbau Ultrahochfester Eisenbahnbrücke Zugfestigkeit Carbonkurzfaser Brückenbau Forschung TUM München Universität technische Dichte Festigkeit Massivbau Carbonbeton Baugewerbe Bayern Tegernseebahn Machbarkeitsprüfung Regelwerk DIN Massivbau Betonbau https://www.bauingenieur24.de/fachbeitraege/massivbau/ultrahochfester-beton-erstmals-in-eisenbahnbruecke-verbaut/3071.htm 569 de-DE
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