Grenzüberbrückend – Sanierung des Rheinstegs

Sanierung eines fast 90 Jahre alten Stegs mit modernster Betontechnik

Seit vielen Jahren verbindet der Schwaderlochsteg die deutsche und die Schweizer Seite. Doch das Stahlbauwerk ist inzwischen marode geworden. Um es zu sanieren, entschieden sich die Verantwortlichen für Carbonbeton. Der Grund: Mit diesem Material können Bauteile wesentlich dünner und damit leichter als mit herkömmlichem Stahlbeton realisiert werden.

Der 1934 gebaute Schwaderlochsteg überquert den Rhein zwischen den Gemeinden Abbruck (D) und Schwaderloch (CH). Er ist 2,60 m breit, mehr als 200 m lang und über fünf Felder gespannt. Der Brückenüberbau besteht er aus zwei seitlich angeordneten Stahlträgern, die mit einem Kreuzverband, der sich unter der Fahrbahn befindet, ausgesteift sind. Die Fahrbahn selbst besteht aus Ortbeton, welcher mit der Stahlkonstruktion darunter eine kraftschlüssige Verbindung eingeht. Anwohner und Urlauber nutzten die Brücke regelmäßig. Doch im Laufe der Zeit war sie derart marode geworden, dass sie 2016 als dringend sanierungsbedürftig begutachtet wurde. Die Planungsarbeiten für eine Instandsetzung übernahmen die Mitarbeiter des Büros Weiß Beratende Ingenieure GmbH aus Freiburg.

Maßnahmen

Deren Planer sahen unter anderem vor, die komplette Stahlkonstruktion durch geeignete Strahlverfahren von ihrer Beschichtung zu befreien und abschließend mit einem Korrosionsschutz zu versehen. Davor musste das Tragwerk geprüft und an einigen Stellen verstärkt werden. Hierbei zeigte sich, dass die Umwelteinflüsse einzelne Bereiche so sehr in Mitleidenschaft gezogen hatten, dass es notwendig war, diese vollständig auszutauschen. Darüber hinaus wurde der Zustand der Brückenpfeiler kontrolliert und, wenn es erforderlich war, saniert. In diesem Zusammenhang ließen die Verantwortlichen auch die Neoprenelemente an den Widerlagern austauschen. Um den Steg für Zweiradfahrer sicherer zu machen, wurde zudem das Brückengeländer erhöht.

Baubedingungen

Bei den gesamten Arbeiten war zwingend zu berücksichtigen, dass keine schädlichen Partikel in die Umgebung und vor allem in den darunter fließenden Rhein gelangten. Dieser Aspekt ist umso wichtiger, wenn man berücksichtigt, dass es in den 30er-Jahren üblich war, derartige Stahlkonstruktionen mit einem schwermetallhaltigen Schutzanstrich zu versehen. Aus diesem Grund wurde die komplette Brücke eingerüstet und mit einer wasser- und staubdichten Schutzhülle umgeben. So konnte die Baustelle ausschließlich über die beiden Brückenwiderlager versorgt werden. Das heißt, alle Materialien, die abgetragen wurden, und alle Materialien, die auf die Baustelle kamen, mussten über diese transportiert werden – auch der Beton.

Fahrbahn

Doch nicht nur die tragenden Teile des Steges hatten im Laufe der Jahre gelitten, auch die Fahrbahn war nicht mehr standsicher. Aus diesem Grund entschieden die Verantwortlichen, sie komplett zu entfernen. Da das stählerne Haupttragwerk aus sehr schlanken I-Profilen besteht und die Tragfähigkeit der gesamten Bestandskonstruktion begrenzt ist, war es das Ziel der Planer, die Fahrbahn so leicht zu gestalten wie möglich. Gleichzeitig sollte sie aussteifend und schwingungsstabilisierend sein. Infolgedessen fiel die Wahl der Planer auf Carbonbeton. Hierbei ersetzt eine Kohlenstofffaser die sonst übliche Bewehrung aus Stahl, was einen entscheidenden Vorteil hat: Im Gegensatz zu metallischen Bewehrungen korrodiert Carbon nicht. Das hat zur Folge, dass die Betonüberdeckung, die normalerweise den Stahl vorm Zersetzen schützt, wesentlich dünner ausfallen kann. Die Bauteile werden schlanker und leichter.

Carbonbewehrung

Bei der Schwaderlochbrücke entschieden sich die Planer für drei Produkte aus dem Hause solidian. Im unteren Bereich des nur 7 bis 9 cm dicken Fahrbahnbelags kamen ebene Bewehrungsmatten aus solidian GRID zum Einsatz. Sie haben eine sehr hohe charakteristische Zugfestigkeit und sind einfach zu verarbeiten. Darüber hinaus sind sie unempfindlich gegenüber einer Vielzahl von aggressiven Medien, wie zum Beispiel Tausalz – ein beachtenswerter Aspekt bei einer Brücke, die gegebenenfalls mithilfe von Streusalz eisfrei gehalten wird. Im oberen Bereich der Fahrbahn entschieden sich die Planer für solidian ANTICARCK. Hierbei handelt es sich um eine Weiterentwicklung der Carbonbewehrung solidian GRID. Sie hat aber, dank einer speziellen Beschichtung, den Vorteil, dass sie die Rissbreite an der Betonoberfläche effektiv begrenzt und so für eine längere Lebensdauer und Beständigkeit der Elemente sorgt. Um die Stahlquerträger kraftschlüssig mit der Fahrbahn zu verbinden, setzten die Ingenieure Carbonbügel ein. Diese wurden durch bestehende Bohrungen im I-Profil geführt.

Zustimmung im Einzelfall

Aktuell gibt es für die Herstellung eines Fahrbahnbelags aus Ortbeton mit Carbonbewehrung noch keine Norm. Aus diesem Grund war eine Zustimmung im Einzelfall erforderlich. Hierbei unterstützten die Ingenieure der Firma solidian die Planer des ausführenden Büros tatkräftig. So fand die gutachterliche Begleitung der Betonierarbeiten durch das IMB (Institut für Massivbau) der RWTH Aachen statt. An diese technische Hochschule wurden auch die Probekörper sowie die prototypischen Plattenelemente gesendet, um geprüft zu werden. Da solidian hervorragende Kontakte zur RWTH Aachen pflegt und schon bei mehreren Projekten eng mit den dortigen Instituten zusammengearbeitet hat, ging der ganze Ablauf ausgesprochen schnell und reibungslos vonstatten. Seit Ende 2020 ist der Schwaderlochsteg wieder für Fußgänger, Fahrradfahrer und motorisierte Zweiräder nutzbar.

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