Hybridbrücken aus CPC-Platten und Carbonhalbträgern

Bereits heute wird weltweit pro Jahr mehr Sand und Schotter verbaut als durch natürliche Erosionsprozesse entsteht [1]. Aufgrund der fortlaufenden Urbanisierung soll sich zudem die jährliche Abbaumenge von Sand, Schotter und Eisenerz zwischen 2011 und 2060 mehr als verdoppeln [2]. Diesen rückläufigen Ressourcenvorkommen und der globalen Klimaerwärmung soll mit neuen Bauweisen entgegengewirkt werden. CPC - carbon prestressed concrete - ist eine solch neuartige Bauweise in Beton. Die konventionelle Stahlbewehrung wird durch fein verteilte, stark vorgespannte Carbondrähte ersetzt, welche endlos und mehrlagig in beide Hauptrichtungen in der Platte eingebaut sind. Beim neu entwickelten Kleinbrückensystem “CPC-CARBO” wird die CPC-Fahrbahnplatte mit einem Carbonhalbträger ergänzt, welcher unter der Platte liegt und mit dieser über eine vermörtelte Verzahnung verbunden ist. Die so definierte Hybridbrücke ist sehr leicht und trotzdem enorm dauerhaft und robust. Die ohne Stahlteile auskommende Brücke vereinfacht auch die Widerlager wesentlich. Gegenüber einer vergleichbaren Brücke aus Stahlbeton wird mit dieser neuen Bauweise die Arbeitszeit vor Ort stark reduziert und vom Wetter praktisch unabhängig gemacht. Der CO2-Fußabdruck und der Verbrauch von nicht nachwachsenden Rohstoffen werden wesentlich verkleinert. Der vorliegende Bericht beschreibt eine von bisher drei in der Schweiz gebauten und auf diese Weise konzipierten Kleinbrücken.

Hybrid bridges made of CPC-slabs and carbon half-beams
Already today, more sand and gravel is used in the construction sector worldwide per year than is created by natural erosion processes [1]. In addition, due to ongoing urbanisation, the annual amount of sand, gravel and iron ore mined is expected to more than double between 2011 and 2060 [2]. These dwindling resources and global warming are to be counteracted by new construction methods. CPC - carbon prestressed concrete - is such a new construction method in concrete. The conventional steel reinforcement is replaced by finely distributed, highly prestressed carbon wires, which are installed endlessly and in several layers in both main directions in the slab. In the newly developed small bridge system “CPC-CARBO”, the CPC carriageway slab is supplemented with a carbon half-girder, which lies under the slab and is connected to it via a mortared interlocking. This hybrid bridge is very light and yet extremely durable and robust. The very robust bridge, which does not require any steel parts, also simplifies the abutments considerably. Compared to a comparable bridge made of reinforced concrete, this new construction method greatly reduces the working time on site and makes it practically independent of the weather. The CO2 footprint and the consumption of non-renewable raw materials are significantly reduced. This report describes one of three small bridges built in Switzerland which were designed in this way.