08:09 BAUPRAXIS

Brücken aus Holz: Forschung für Verkehrsinfrastruktur intensiviert

Teaserbild-Quelle: zvg

Holz kommt vermehrt auch bei Hochhäusern zum Einsatz. Anwendungen findet es auch beim Tiefbau als Trägermaterial für kleinere Brücken. Künftig könnte Holz aber auch bei Autobahnbrücken verbaut werden. Die Forschungen dafür laufen.

Wildtierbrücke

Quelle: Häring AG

Bau der Wildtierbrücke Rynetel über die A1 auf der Höhe der Gemeinden Suhr und Gränichen. Die Überführung besteht aus 150 Holzträgern, welche die Autobahn mit zwei Tunnel überspannen.

Der Baustoff Holz hat sich in den letzten Jahren auch bei grösseren Mehrfamilienhäusern etabliert. Mit dem «Projekt Pi» ist in der Stadt Zug gar ein Turm mit einer Höhe von 80 Metern geplant, der zu grossen Teilen aus Holz besteht. Nun klären Forscher, inwiefern sich Holz auch für den Bau moderner Brücken eignet. Denn in den kommenden Jahrzehnten müssen viele Brücken saniert oder ersetzt werden.

Das Departement Architektur, Holz und Bau (AHB) der Berner Fachhochschule hat dafür die Forschungsaktivitäten intensiviert. So sollen weit gespannte Brücken künftig auch mit der Timber Structure-Technologie (TS3) gebaut werden. Die stirnseitige Verklebung von Holzbauteilen ermöglicht grossflächige Anwendungen und den Bau weit gespannter Brücken aus Holz.

Grossbrücken mit Vorspanntechnologie

«Wir arbeiten bei den Grossbrücken aus Holz mit der so genannten Vorspanntechnologie. Dafür werden Stahlseile durch die Hohlkästen der Tragkonstruktion gespannt», erklärt Steffen Franke, Dozent des Bereichs FDW der Berner Fachhochschule, im «Bieler Tagblatt». Ziel der Forschungen ist es, wissenschaftliche Grundlagen zu schaffen, dass in der Schweiz Autobahnbrücken mit einer Tragkonstruktion aus Holz gebaut werden könnten.

Allerdings sind noch eine Reihe von Fragen zu klären. Denn Feuchtigkeit stellt für Holzbrücken ein Problem dar. Staunässe kann Bedingungen für Pilzbefall schaffen, was zur Zersetzung des Materials führen kann. Auch für die Fahrbahnübergänge, in die Wasser eindringen kann, müssen Lösungen gefunden werden. Bei dehnbaren Spezialbelägen sieht Andreas Müller, Leiter des Instituts Holzbau, Tragwerke und Architektur IHTA, einen möglichen Ansatz für die Forschung.

Tunnel Wildtierbrücke

Quelle: zvg

Die Wildtierbrücke ist die erste Wildtierüberführung aus Holz in der Schweiz.

Vorteile beim Unterhalt

«Wir brauchen gesicherte Erkenntnisse», sagt Müller, auch was die ökologischen Aspekte betrifft. Bei der Reduktion von Kohlendioxid in der Atmosphäre müsse ein Umdenken stattfinden. Dies sei bei Infrastrukturbauten vermehrt zu berücksichtigen, da Bäume das schädliche Klimagas binden.

Auch beim Unterhalt kann der Einsatz von Holz laut Müller vorteilhaft sein, da einzelne Bauteile ersetzt werden könnten, ohne gesamte Brücken sanieren zu müssen. Mittlerweile gibt es in der Verkehrsinfrastruktur zahlreiche Beispiele von Brücken mit Holz als Trägermaterial – allerdings noch nicht bei Autobahnen.

Unterstützt wird das Forschungsprojekt auch vom Bundesamt für Strassen Astra. Unter der Leitung der Berner Forscherinnen und Forscher sollen gemeinsam mit Wirtschaftspartnern wie der Timbatec, Abdichtungsmöglichkeiten und bituminöse Beläge für Brücken mit Fahrbahnplatten aus Holz entwickelt werden.

In einer Machbarkeitsstudie will das AHB nun genauer untersuchen, inwiefern sich die Technologie für Infrastrukturbauten eignet. Dabei gilt es Fragen zu den Themen Tragfähigkeit, Wetterbeständigkeit und Rentabilität zu klären. Erfahrungen sammeln will man auch mit Holzkonstruktionen für Wildtierbrücken über Autobahnen.

Forschung mit Recyclingkonstruktion

Forschungsresultate liefern soll auch eine Recyclingkonstruktion, die als Langzeitprüfstandes auf dem Gelände der BFH in Biel steht. Aus den Platten des Prüfstandes werden zwei Kastenträgerelemente einer zweispurigen Strassenbrücke im Massstab 1:1 erstellt. Die Elemente zeigen Teile einer Brücke quer zur Achse, die zum Beispiel Strassen überspannen könnte. 

Eine Vorspannung in den Stegen des Kastenträgers ermöglicht laut der BFH grosse Spannweiten bei gleichzeitig hohen Lasten durch den Strassenverkehr. Die Brücke soll anlässlich der internationalen Fachkonferenz im Frühjahr 2022 vorgestellt werden.

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Seine Spezialgebiete sind wirtschaftliche Zusammenhänge, die Digitalisierung von Bauverfahren sowie Produkte und Dienstleistungen von Startup-Unternehmen.

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