Brückensanierungen

Die CONTEC Group setzt weltweit Standards für die Sanierung und Verstärkung von Stahlbrücken. Die Entwicklung der Verstärkung von Brücken mit UHFB begann bereits in den 90er Jahren. Die Serwin Holding ApS beantragte ein EU Patent für die "Sandwichbauweise" mit UHPC auf unterschiedlichen Untergründen, da mit Priorität am 14.04.2003 angemeldet wurde und die Patentnummer 1623080 erhielt. Mit der Erteilung und der stetigen Weiterentwicklung war der Grundstein für die Sanierung von Beton-u.Stahlbetonbrücken mit UHPC gelegt. 

Bei der Sandwichbauweise wird der bestehende Abdichtungs- und Asphaltaufbau durch einen UHPC mit Schubverbund substituiert.

Die Serwin Holding ApS als Dachgesellschaft der heutigen Contec Group konnte nun in Zusammenarbeit mit Rijkswaaterstaat mit der Brückensanierung in den Niederlanden starten. Mit dem UHPC Contec Ferroplan® wurde die erste Großbrücke ab Mai 2003 in Rotterdam saniert.
 

Die Methodik und ihre Vorteile

Die Verstärkung von Brücken durch das Aufbringen einer Schicht aus hochfestem Beton (HFB), verstärkt mit Stahlfasern und Stabstahlbewehrung, hat sich auch in mehreren weiteren Projekten über die Jahre als effektive Methode erwiesen. Die innovative Methode bietet mehrere Vorteile:

  • Erhöhte Tragfähigkeit und Langlebigkeit: Hochfester Beton erreicht Druckfestigkeiten von bis zu 120 N/mm² nach 28 Tagen, was eine signifikante Erhöhung der Tragfähigkeit der Brücken gewährleistet. Dies ermöglicht eine längere Nutzungsdauer und verringert die Notwendigkeit für häufinge Reparaturen.
  • Gleichmäßige Verteilung der Haftzugfestigkeit: Die Haftzugfestigkeit des Betons übersteigt die geforderten 3,0 N/mm² und zeigt eine gleichmäßíge Verteilung über die gesamte Fläche, was auf eine hohe Qualität und Zuverlässigkeit der Verstärkung hinweist. Dies trägt zur strukturellen Integrität der Brücke bei und erhöht die Sicherheit für die Nutzer.
  • Wirtschaftlichkeit und Effizienz: Der Einsatz von HFB ermöglicht eine Reduktion der Bauzeit und der Kosten im Vergleich zu traditionellen Methoden. Da die Bauarbeiten oft unter Vollsperrung der Brücke an Wochenenden durchgeführt werden, können Verkehrsbeeinträchtigungen minimiert werden. Dies ist besonders wichtig für stark frequentierte Verkehrswege.

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Glätten von UHFB auf Brückenbauwerk in Maxau

Kostenintensiven Brücken Neubau vermeiden: Nachhaltige Sanierungslösung

Ein Neubau einer maroden Brücke kann oft mit hohen Kosten verbunden sein, die das Budget vieler Städte und Kommunen sprengen. Unsere innovativen Sanierungslösungen bieten eine kosteneffiziente Alternative, die nicht nur die finanziellen Mittel schont, sondern auch eine schnelle und effektive Wiederherstellung der Brückeninfrastruktur ermöglicht. Durch gezielte Sanierungsmaßnahmen reduzieren wir die Gesamtkosten erheblich im Vergleich zu einem Neubau, ohne Kompromisse bei der Sicherheit oder Leistungsfähigkeit einzugehen. Die optimalste Lösung für defizitäre Bestandsbrücken ist nahezu immer deren Erhalt durch Verstärkung oder Instandsetzung. Eine effektive und kostengünstige Maßnahme stellt die nachträgliche Aufbetonergänzung mit ultrahochfestem Stahlfaserbeton (UHFB) dar. Ebenso sind die ökologischen Vorteile der UHFB-Verstärkungsmaßnahme gegenüber einem Ersatzneubau abzuwägen. In punkto Klimaverträglichkeit sowie hinsichtlich Ressourcenschonung und Einsparung von C02-Emissionen wird die Nachhaltigkeit einer Ertüchtigungsmaßnahme gegenüber eines Ersatzneubaues richtig deutlich.

Erhöhung der Tragfähigkeit

Wenn Ihre Brücke ihre Belastungsgrenze erreicht hat, ist es entscheidend, schnell und effizient zu handeln. Unsere maßgeschneiderten Verstärkungsmaßnahmen erhöhen die Tragfähigkeit Ihrer Brücke, sodass sie auch den zukünftigen Belastungen standhält. Dies verlängert nicht nur die Lebensdauer der Brücke, sondern stellt auch sicher, dass sie den aktuellen und zukünftigen Anforderungen des Verkehrs gerecht wird. Eine der ersten Verwendungen des Instandsetzungssystems mit Ultrahochfestem Beton (UHFB) "Contec Ferroplan® B 105" galt der Caland Brücke in Rotterdam 2003. Der Zweck des damaligen Pilotprojektes war es, die Platten so zu verstärken, dass keine weiteren Ermüdungsrisse entstünden und die Lebensdauer um weitere Jahrzehnte ohne zusätzliche Instandsetzungsmaßnahmen verlängert würde. Spannungsmessungen sowohl vor als auch nach dem Ersetzten des Asphalts ergaben, dass die lokalen Biegespannungen durch den Einsatz von UHFB um 70 bis 80% verringert wurden.

Betonbrücke Ternberg in Österreich

Betonbrücken: Schonende Sanierung der Bausubstanz

Beton ist der am meisten verwendete Baustoff der Welt. Er wird daher überwiegend auch für den Bau von Brücken und Viadukten verwendet. Trotz der hervorragenden Eigenschaften von Beton können vor allem im Zusammenhang mit Umwelteinflüssen im Laufe der Zeit Probleme mit der Dauerhaftigkeit auftreten. Diese reduzieren die Lebensdauer der gesamten Brückenkonstruktion. Probleme wie Chlorid Penetration, Karbonatisierung, Alkali-Kieselsäure-Reaktionen, strukturelle Risse, Schäden durch Unfälle, Explosionen oder Erdbeben etc. führen dazu, daß die Festigkeit des Betons abnimmt und es somit zu einer Verringerung der gesamten Nutzungsdauer des Bauwerkes kommen kann.

Die ersten Anwendungen mit Hochleistungsbeton wurde als "white-topping" auf beschädigten Betonflächen, Industriefußböden und auf Cargoschiffen angewendet. Inzwischen wurden auch größere Flächen auf Asphaltstraßen und auf Betonbrücken verlegt. In den Niederlanden wurde 2003 das Vilp Viadukt und 2005 das Voorst Viadukt mit dem UHPC Contec Ferroplan® erfolgreich saniert. Später noch die Ennsbrücke Ternberg in Österreich eine BSH-Bogentragwerk Brücke. Die Betonentwicklung in den letzten zwei Jahrzehnten hat zu einer Entwicklung geführt, die von einem hochfesten Beton (HPC) mit 100 bis 155 N/mm² bis zu einem ultrahochfesten Beton (UHPC) der höher als 400 N/mm² sein kann, reicht. Aber HPC und UHPC sind sehr spröde, und deshalb ist es notwendig, große Mengen von Zuschlagstoffen (Stahlfasern) in der Betonmatrix zu verwenden. Diese Rezepturen sind bekannt unter CRC (compact reinforced composite) - kompakt verstärkte Zusammensetzung. Dieses CRC-Prinzip macht es möglich, sehr genaue Ergebnisse für das Verhalten der Srukturen bei Bauwerken zu erreichen.  Daher sind diese Betonmischungen auch für die Sanierung von Betonbauwerken sehr gut geeignet.

Ihre Vorteile bei der Brückensanierung mit FERROPLAN® auf einen Blick

1. Reduzierung der Bauzeit und Kostenminimierung

Unsere innovativen Sanierungstechniken sind darauf ausgelegt, die Bauzeit erheblich zu verkürzen und den Baustellenaufwand zu minimieren. Durch präzise Planungen und den Einsatz modernster Technologien können wir die Zeit, die für die Durchführung der Sanierung benötigt wird, deutlich reduzieren. Dies führt nicht nur zu einer schnelleren Wiederherstellung der Brücke, sondern verringert auch die Belastungen für die Anwohner und den Verkehr, da die Baustelle schneller abgeschlossen wird. Der Neubau einer maroden Brücke ist oft mit hohen Kosten verbunden, die das Budget vieler Städte und Kommunen sprengen. Unsere innovativen Sanierungslösungen bieten eine kosteneffiziente Alternative, die nicht nur die finanziellen Mittel schont, sondern auch eine schnelle und effektive Wiederherstellung der Brückeninfrastruktur ermöglicht. Für die Sanierung der Rheinbrücke Maxau wurden ca. 10 Mio. € Baukosten veranschlagt. Gegenüber einem Ersatzneubau an gleicher Stelle konnten so ca. 40 Mio. € eingespart werden, ohne Kompromisse bei der Sicherheit oder Leistungsfähigkeit einzugehen.

2. Nachhaltige Sanierungsmethode

Unsere Sanierungslösungen legen großen Wert auf Umweltfreundlichkeit. Durch den Einsatz nachhaltiger Materialien und Verfahren reduzieren wir die Umweltbelastung während der Sanierungsarbeiten erheblich. Dies umfasst die Minimierung von Abfällen, die Reduzierung von Emissionen und die Schonung natürlicher Ressourcen. Unsere umweltbewusste Vorgehensweise trägt dazu bei, die ökologischen Auswirkungen der Sanierung zu minimieren und die Umweltbilanz Ihrer Projekte zu verbessern. Die optimalste Lösung für defizitäre Bestandsbrücken ist nahezu immer derenErhalt durch Verstärkung oder Instandsetzung. Eine effektive und kostengünstige Maßnahme stellt die nachträgliche Aufbetonergänzung mit ultrahochfestem Stahlfaserbeton (UHFB) dar. Ebenso sind die ökologischen Vorteile der UHFB-Verstärkungsmaßnahme gegenüber einem Ersatzneubau abzuwägen. In punkto Klimaverträglichkeit sowie hinsichtlich Ressourcenschonung und Einsparung von C02-Emissionen wird die Nachhaltigkeit einer Ertüchtigungsmaßnahme gegenüber eines Ersatzneubaues erst richtig deutlich.

3. Erhöhung der Tragfähigkeit und Verlängerung der Lebensdauer

Unsere maßgeschneiderten Verstärkungsmaßnahmen erhöhen die Tragfähigkeit Ihrer Brücke, sodass sie auch den zukünftigen Belastungen standhält. Dies verlängert nicht nur die Lebensdauer der Brücke um Jahrzehnte, sondern stellt auch sicher, dass sie den aktuellen und zukünftigen Belastungen stand hält. Ziel ist es, die Platten so zu verstärken, dass keine weiteren Ermüdungsrisse entstehen und dadurch über Jahre hinaus keine weiteren Instandsetzungsmaßnahmen notwendig werden. Spannungsmessungen sowohl vor als auch nach dem Ersetzten des Asphalts ergaben, dass die lokalen Biegespannungen durch den Einsatz von UHFB um 70 bis 80% verringert wurden. Somit kann die Lebensdauer auf Jahrzehnte hinaus verlängert werden.

4. Langjährige Erfahrung im Dauerbetrieb

Unsere Sanierungslösung mit UHPC wurde seit 2003 bisher auf 12 Großbrücken in den Niederlanden sowie seit 2014 auf 4 weiteren Brücken in Deutschland erfolgreich angewendet. Die bisherigen Erfahrung mit dieser Sanierungslösung sind sehr zufriedenstellend.  Die gesammelten Erfahrungen legen nahe, dass eine Regelbauweise entwickelt werden könnte, die ein zielgerichtete und wirtschaftliche Verstärkung von Brücken ermöglicht. Dies würde nicht nur die Lebensdauer der Brücken erheblich verlängern, sondern auch die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Verkehrsinfrastruktur insgesamt verbessern. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Ertüchtigung von Brücken mit hochfestem Beton eine vielversprechende Methode ist, um den aktuellen und zukünftigen Anforderungen an die Verkehrsinfrastruktur gerecht zu werden. Die postitiven Ergebnisse und die gewonnen Erkenntnisse vor allem in Deutschland, bieten eine solide Grundlage für die Weiterentwicklung und Standardisierung dieser Bauweise im Brückenbau.

FERROPLAN® bei Sanierung von Betonteilen

Viele Konstruktionen, besonders wenn sie in Beton gefertigt sind, verschlechtern sich im Laufe der Zeit, da Sie unterdimensioniert gebaut wurden, oder im Laufe der Zeit beschädigt oder teilweise überlastet wurden. Die Fußgänger Unterführung einer Betonbrücke in Mannheim war marode, und musste saniert werden. Die Sanierung der beschädigten Betonsubstanz war nur mit einer dünnen Schicht möglich, und wurde daher ebenfalls mit einem UHPC Ferroplan® ausgeführt. Ein Beispiel dafür, dass ein dünner hochfester Aufbeton auch für Sanierungen von Bauteilen verwendet werden kann.

Luftaufnahme Moerdijkbrug in Holland
Eingehauste Pilotbrücke in Baimerstetten
Glättmaschine auf Ferroplan Brücke Maxau
Fertige Fahrbahnoberfläche auf der Brücke Maxau
Setzten der Anker auf einer Betonbrücke

Unsere Brückenbaustellen

Zu Referenzlisten und Case Story's

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Gruppenbild Mitarbeiter Contec Bau
Aussenansicht Büro Contec Deutschland

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Brückensanierung mit FERROPLAN®: Technische Details

Querschnitt Ferroplan UHFB auf Stahlplatte

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Kontakt:

GF Sven Mrotzek

Tel.: +49 (0) 7524 973 124 0

Mail: information@contec-international.de

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Häufige Fragen zur Brückensanierung

Wie viele Brücken müssen in Deutschland saniert werden?

Deutschlands Brücken kommen in die Jahre. Viele sind marode, andere sogar akut einsturzgefährdet. Die Zahlen sind alarmierend: Über 8000 Autobahnbrücken gelten als sanierungsbedürftig. Auf Bundesstraßen summieren sich weitere 3000 Bauwerke, und selbst die Schieneninfrastruktur ist betroffen – mehr als 1100 Bahnbrücken müssen dringend instandgesetzt oder ersetzt werden. Diese Zahlen basieren auf Untersuchungen des Bunds für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND) und offiziellen Daten des Bundesverkehrsministeriums.

Doch die Gefahr geht weit über die Statistiken hinaus. Der Einsturz einer Brücke wie der Carola-Brücke in Dresden ist nicht nur eine strukturelle Katastrophe, sondern auch ein Weckruf für die gesamte Infrastrukturpolitik. Es geht nicht mehr nur um ein finanzielles Problem - mitlerweile sind diese Marode Brücken ein Risiko für Sicherheit, Wirtschaft und Lebensqualität.

In Deutschland sind Tausende von Brücken sanierungsbedürftig, da ein erheblicher Teil der Brückeninfrastruktur veraltet oder marode ist. Laut Schätzungen benötigen rund 30-40% der Brücken dringende Sanierungsmaßnahmen.

Was ist UHPC oder hochfester Beton?

Als hochfester Beton werden in den Normen Betone ab einer Zylinderdruckfestigkeit von mehr als 50 N/mm² bis 100 N/mm² klassifiziert. Maßgebend für die Druckfestigkeit ist vor allem die Qualität des Zementsteins. Die Zementgehalte liegen üblicherweise bei 380 bis 450 kg/m³. Um eine homogene Struktur des hochfesten Betons zu erreichen, muss die Auswahl der Gesteinskörnung entsprechend angepasst werden. Die bruchmechanischen Unterschiede zwischen Gesteinskörnungen und Zementstein sollten so gering sein, dass ein optimaler Verbund entsteht. Babei ist vor allem auf die Korngrößenverteilung, die Oberflächenform sowie auf den zulässigen Mehlkorngehalt zu achten. Des Weiteren muss eine Gesteinskörnung verwendet werden, welche der hohen Festigkeit entspricht. In der Regel wird für hochfesten Beton eine gebrochene Hartsteinkörnung verwendet. UHPC (ultra high performence concrete) ist somit ein Beton der eine Zylinderdruckfestigkeit von über 100 N/mm² aufweist. Die Contec Group kann speziell für die Sicherheitstechnik Betone mit Druckfestigkeiten von über 400 N/mm² herstellen.

Was kann zu Schäden an Brücken führen die eine Sanierung erforderlich machen?

Ein Großteil der deutschen Autobahnbrücken wurde zwischen 1960 und 1980 errichtet. Diese Bauwerke haben ihre besten Jahre längst hinter sich und erreichen zum Teil nun das Ende ihres geplanten Lebenszyklus. Besonders betroffen sind Spannbetonbrücken, die den gestiegenen Anforderungen des heutigen Verkehrs, insbesondere dem immer schwerer werdenden Lkw-Verkehr, nicht mehr standhalten können. Auch der Klimawandel setzt den Bauwerken zu: Extreme Wetterereignisse, wie Starkregen oder Hitzeperioden und unzureichende Wartung, beschleunigen die Materialermüdung.

Seit 2020 befinden wir uns in der zweiten Hälfte des Lebenszyklus dieser Bauwerke – jetzt treten die Schwachstellen immer deutlicher auf. Die Alterungsprozesse der Bauwerke führen zu einer schleichenden Abnahme der Tragfähigkeit, die nicht immer sofort sichtbar ist. Risse im Beton, Rost an Stahlträgern und Korrosion an kritischen Bauteilen sind Anzeichen für den fortschreitenden Verfall. Ein besonderes Risiko stellen Spannungsrisskorrosionen dar. Diese Form der Schädigung kann in Spannstählen auftreten und führt mitunter zu einem plötzlichen Brückenversagen – ohne dass zuvor sichtbare Schäden erkennbar waren. Der Einsturz der Carola-Brücke in Dresden wird genau auf eine solche Korrosion zurückgeführt.

Wurden schon Großbrücken in Deutschland mit Ferroplan® saniert?

Nach der Sanierung der Rheinbrücke Maxau B10 in Karlsruhe 2018/19 wurden noch die Stahlbrücke über die "weiße Elster" auf der A9 bei Günthersdorf in Sachsen-Anhalt in Sandwichbauweise ertüchtigt. Der bisher letzte Einsatz von UHPC auf einer Brücke in Deutschland erfolgte 2022/23 auf der A43 über dem Rhein-Herne-Kanal in Nordrhein-Westfalen. Auf einer Fläche von 900 m² wurde dort in kürzerster Zeit die orthotrope Platte mit Contec Ferroplan® verstärkt.