Herausforderungen der Zukunft: Strategien zur Verstärkung von Betonbrücken im Bestand

In Deutschland nähert sich die Brückengeneration der Nachkriegszeit dem Ende ihrer geplanten Lebensdauer. Daher haben die Bundesregierung und die Straßenbauämter der Länder umfangreiche Infrastrukturprojekte in die Wege geleitet, um den Brückenbestand zu beurteilen und anschließend, falls erforderlich, Verstärkungen oder Ersatzneubauten vorzunehmen. Häufig muss dabei die Nutzungsdauer von maroden Brücken bis zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme eines Ersatzneubaus ausgedehnt werden. Am Beispiel von drei Talbrücken werden wirksame Maßnahmen zur Verstärkung und Verlängerung der Nutzungsdauer von Bestandsbrücken präsentiert. Das erste Beispiel zeigt, wie mittels externer Vorspannung die Ermüdungstragfähigkeit einer 50 Jahre alten Spannbetonbrücke gesteigert werden konnte. Eine zweite Talbrücke mit Defiziten im Bereich der Querkrafttragfähigkeit wurde durch geneigte Stahlstreben an den Pfeilern verstärkt, die durch verbleibende Hydraulikpressen aktiviert werden. Der Einfluss von Zwangsbeanspruchungen durch das unterschiedliche Werkstoffverhalten wird durch Federelemente reduziert. Kritische Stegbereiche wurden durch zusätzliche Bügel verstärkt und mit Aufbeton geschützt. Beim dritten Bauwerk traten Ermüdungserscheinungen an den Koppelfugen auf. Durch die Unterstützung der kritischen Koppelfugen konnte jedoch die Nutzungsdauer verlängert werden. Eine Waagebalkenkonstruktion mit Gegengewichten, die auf einem Stahlturm angebracht ist, gewährleistet hierbei eine konstante Kraft.

Strengthening strategies of reinforced concrete bridges
An entire generation of reinforced concrete highway bridges built in the post-war period in Germany is currently approaching the end of its service life. Realizing this, the federal government and regional highway administrations engage in extensive infrastructural investments to reassess and thereafter to strengthen or replace these structures. Often the service life of decaying bridges has to be extended, until such a replacement becomes available. Using the examples of three highway viaducts, efficient strategies to strengthen or to prolong the service life of existing structures will be presented. In the first example the efficient usage of external tendons to reduce the danger of a fatigue induced failure of a 50 years old prestressed concrete bridge is shown. A second viaduct showing inadequate shear resistance has been enhanced by installing inclined steel struts at the piers, which are activated by built-in hydraulic jacks, while spring elements reduce the effect of imposed deformations due to the different material behaviour. Additionally in critical areas of the webs additional shear reinforcement, covered by a concrete layer, is mounted. The third bridge was showing signs of fatigue at the coupling joints. The lifespan could however be sufficiently prolonged by supporting the critical coupling joints with a predetermined force. The magnitude of the force is maintained constant by a balanced beam resembling a seesaw, which is mounted on a steel tower and fitted at its opposite end with counterweights.