UHFB in Verbindung mit memory-steel
Sozusagen eine Bewehrung schon im Ausgangsmaterial selber. Was so einfach tönt, bedurfte jedoch jahrelanger Entwicklungsarbeit. Die Vorteile des UHFB liegen aber klar auf der Hand. «Der UHFB weist eine sehr hohe Druck- und Zugfestigkeit auf und verfügt über eine sehr gute Duktilität», führt Markovic aus. Duktilität ist dabei explizit gewünscht und beschreibt die Eigenschaft eines Werkstoffs, sich unter Belastung plastisch zu verformen, bevor er versagt. Ein Beispiel macht es deutlicher: Glas weist praktisch keinerlei Duktilität auf.
Zusätzlich zum UHFB kommt der eingangs erwähnte memory-steel zum Einsatz, den Christoph Czaderski und sein Team vom Institut Empa seit Anfang der 2000er-Jahre entwickelte. Der Vorteil dieses Stahls besteht darin, dass er nicht hydraulisch vorgespannt werden muss, sondern sogenannte «Formgedächtniseigenschaften» besitzt, sodass er sich durch Erhitzen zusammenzieht und die Betonstruktur somit vorspannt. Und ein weiterer Aspekt kam hinzu. «Früher war memory-steel sehr teuer und von daher kaum einsetzbar im Alltag. Mittlerweile ist die Entwicklung jedoch so weit, dass der Stahl zu einem vertretbaren Preis angeboten werden kann und die Vorteile beider Komponenten in der Renovierung von Brücken eingesetzt werden können», erklärt Markovic.
Da Czaderski im Bauingenieurwesen der OST ist, war es recht unkompliziert, Kontakt zu knüpfen und die Projektidee zu definieren.
Das von Innosuisse geförderte Projekt läuft noch über drei Jahre. Am Ende erhoffen sich alle Beteiligten, einen weiteren Schritt nach vorne gemacht zu haben, um die Erhaltung von Brücken in der Schweiz effektiver gestalten zu können. Doch ein Allheilmittel ist dabei auch der UHFB nicht, wie Markovic betont: «Ultra-Hochleistungs-Faserbeton sollte wirklich nur dort zum Einsatz kommen, wo es sinnvoll ist. Beim Bau einer neuen Brücke kann ein herkömmlicher Beton durchaus völlig ausreichend und somit entsprechend kostengünstiger sein.»
Brücken sollen gut 100 Jahre halten
Neben diesem Innosuisse-Projekt engagiert sich Ivan Markovic zusammen mit seinen Assistierenden und Studierenden auch in praktischen Projekten im Bereich Bauwerkserhaltung von Brückenbauten. Wie wichtig die Arbeit von ihm und seinem Team ist, zeigt sich an den Laufzeiten, auf die Brücken ursprünglich ausgelegt sind, die den heutigen Verkehrsbelastungen aber nicht immer standhalten können. Sind Brücken aus Stahlbeton in der Regel heute zwischen 50 und 60 Jahre alt, so sollten sie noch 40 bis 50 Jahre befahrbar bleiben. Zur Zeit der Fertigstellung der Brücken waren 40-Tonnen-Lastwagen jedoch eher eine Seltenheit und auch das Fahrzeugaufkommen war massiv geringer als heutzutage.
Bei der Untersuchung einer Brücke gehen Markovic und sein Team stets gleich vor. Zunächst werden die Zustandserfassung und diverse Messungen am Bauwerk vorgenommen, im Anschluss wird ein statisches Modell erstellt und die Brücke sozusagen neu berechnet. Aus all diesen Faktoren ergibt sich dann die Bewertung über das Tragvermögen der Brücke. «Es kann durchaus sein, dass an einer Brücke keinerlei Instandsetzungen oder Verstärkungen vorgenommen werden müssen. Auf der anderen Seite kann es genauso vorkommen, dass wir einen kompletten Abriss und Neubau empfehlen», so Markovic.
Kontakt
Prof. Dr. Ivan Marković
IBU Institut für Bau und Umwelt
Professor, Institutspartner IBU, Profilleiter MSE Civil Engineering
+41 58 257 49 69
ivan.markovic@ost.ch