DYWIDAG-SYSTEMS INTERNATIONAL
Klicken zum Vergrößern

Sprache

DYWIDAG-Systeme sichern längste Extradosed-Brücke Europas: Považská Bystrica-Brücke, Slowakei

DYWIDAG-Systeme sichern längste Extradosed-Brücke Europas: Považská Bystrica-Brücke, Slowakei

Die 968 m lange Extradosed-Brücke Nr. 206 in Považská Bystrica ist das wichtigste Teilstück zur Fertigstellung der slowakischen Autobahn D1 zwischen Bratislava und Žilina. Die Brücke besteht aus einem 30,4 m breiten einzelligen Hohlkasten, der von elf Pfeilern getragen wird. Sieben dieser Pfeiler haben in Abständen von 122 m Pylone mit je 8 Sätteln für die Extradosed-Seile. Durch diesen Aufbau ist die Považská Bystrica-Brücke bei Weitem die längste Extradosed-Brücke in Europa, gefolgt von der Puhov Most-Brücke in Slowenien mit vier Pfeilern und drei Hauptspannweiten von 100 m.

Die Brücke wurde von Alfa 04 und Strasky, Husty & Partners entworfen, und der Hauptauftragnehmer ist ein Konsortium aus Skanska und Doprastav. Das endgültige Design und die Kriterien für die Schrägseile wurden aus vielen verschiedenen Möglichkeiten ausgewählt. Schließlich wurden die Schrägseilsysteme der DSI für die Extradosed-Seile gewählt, da die DSI bereits 1994 am Bau der weltweit ersten Extradosed-Brücke in Odawara, Japan beteiligt gewesen war.

Die Schrägseile bestehen aus 37 gewachsten und PE-ummantelten, verzinkten Litzen. Die Litzen des Typs 0,62" bestehen aus jeweils 7 Drähten und haben eine nominale Bruchlast von 1860 N/mm². Die korrosionsgeschützten Litzen werden durch ein PE-Rohr mit einem Durchmesser von 180 mm geführt und auf beiden Seiten innerhalb des Hohlkastenträgers mit Spannverankerungen des Typs DYNA Grip® DG-P 37 verankert.

Über dem Brückenpfeiler werden die Schrägseile in einem Sattel umgelenkt, der aus einem Sattelrohr und einem Aussparungsrohr besteht. Das Aussparungsrohr wird am Umlenksattel injiziert, und die unterschiedlichen Schrägseilkräfte auf beiden Seiten der Schrägseile werden durch eine Schubknagge zuverlässig in das Bauwerk übertragen.

Die Dauerschwingversuche an der Verankerung mit anschließenden Zugversuchen einschließlich der Schiefstellung der Verankerungen um 10 mrad sowie die Dichtigkeitstests nach fib-Bulletin 30 wurden bereits für die Designkriterien, die für Schrägseilbrücken angewendet werden, durchgeführt. Die Dauerschwingversuche wurden bei einer Oberlast von 45% GUTS und einer Spannungsschwingbreite von 200 MPa mit zwei Millionen Lastwechseln durchgeführt. Die Extradosed-Seile wurden mit einer maximalen Gebrauchslast von 60% GUTS bemessen, da sie eine ermüdungswirksame Spannungsschwingbreite von maximal 30 MPa haben.

Bei blankem Spannstahl ist allgemein bekannt, dass das Spannungsniveau nur geringen Einfluss auf den Beanspruchungsbereich hat. Die Korrelation wird in Smith- Diagrammen beschrieben. Das Dauerschwingverhalten von verzinkten Litzen ist günstiger als das von blanken Litzen. Der Grund dafür liegt darin, dass die Zinkschicht zwischen den einzelnen Drähten die Reibkorrosion verringert. Smith-Diagramme können somit sowohl für blanke als auch für verzinkte Litzen verwendet werden. Smith-Diagrammen zufolge wird die Dauerfestigkeit lediglich um 10% verringert, wenn die Oberlast von 45% auf 60% GUTS erhöht wird. Deshalb waren für diese Brücke keine neuen Tests für die Spannglieder nötig.

Die Extradosed-Seile wurden mit leichtem Equipment installiert. Zunächst wurde die PE-Verrohrung auf beiden Seiten des Sattels in eine geneigte Position gebracht. Dann wurden die Litzen mit speziellem Einschub- Equipment von einer Seite des Brückendecks über den Sattel in die Verankerung auf der anderen Seite des Überbaus eingeschoben. Die Schrägseile wurden mit leichten Monolitzenspannpressen sofort auf eine Anfangsspannkraft vorgespannt. Nachdem der Litzeneinbau abgeschlossen war, wurden alle Litzen eines Extradosed-Schrägseils gleichzeitig von beiden Seiten des Sattels aus gespannt. Dabei kam die ConTen- Spannmethode mit zwei Spannstufen zum Einsatz.

An einigen Schrägseilen werden die einzelnen Kräfte aller 37 Litzen mit Hilfe eines neu entwickelten EM-Sensors überwacht, der zur Langzeitüberwachung permanent an der Rückseite der Spannverankerung installiert ist. Während des Spannvorgangs befanden sich die Toleranzen der einzelnen Litzenkräfte innerhalb des zugelassenen Bereichs.

Der Bau der Brücke begann im Herbst 2008, die Litzeninstallation an den Extradosed-Seilen begann im September 2009, und der Überbau war dank des sehr schnellen Baufortschritts schon im Januar 2010 fertiggestellt. Die Brücke wurde im Sommer 2010 für den Verkehr freigegeben.

Hintergrund

Die Bezeichnung „extradosed“ wurde 1988 von Jacques Mathivat geprägt, um ein innovatives Konzept zu beschreiben, das er für das Arrêt-Darré-Viadukt in Frankreich entwickelt hatte. Bei diesem Entwurf wurden externe Spannglieder über dem Brückendeck platziert statt innerhalb des Querschnitts, wie das in einer Trägerbrücke der Fall gewesen wäre. Um diese flachen externen Spannglieder, die die oberste Oberfläche der Brücke definieren, von den Schrägseilen, die bei einer Schrägseilbrücke zum Einsatz kommen, abzugrenzen, nannte Mathivat sie „Extradosed“-Vorspannung. Leider wurde Mathivats Konzept nicht für dieses Viadukt verwendet.

Die erste Extradosed-Brücke war die Odawara Blueway-Brücke in Japan. Diese Brücke wurde 1994 fertiggestellt. Sie hat Spannweiten von 73 + 122 + 73 m, eine Breite von 13 m und eine Pfeilerhöhe über Deck von 10,7 m. Das Verhältnis der Pylonhöhe zur mittleren Feldlänge beträgt 1:12, was sehr viel geringer ist als das ansonsten übliche Verhältnis von 1:5 bei konventionellen Schrägseilbrücken. Daher wird die durch die Verkehrslast verursachte Spannung der Zugglieder gegenüber Schrägseilbrücken auf nahezu ein Viertel reduziert.

Man hat sich bei der Odawara-Brücke für eine zulässige Zuggliedspannung von 0,6 fpu entschieden. Eine hohe Dauerfestigkeit der Brücke wurde durch den Einsatz eines dreifachen Korrosionsschutzes der Zugglieder unter Anwendung neuer Technologien erreicht:

  • Auf Grund des rauen Klimas an der Japanischen Küste bestehen die Zugglieder aus Epoxidharz-beschichteten Litzen. Die Litzen wurden mit einem speziell entwickelten Einschiebegerät installiert.
  • Als Verrohrung wurden GFK-Rohre (glasfaserverstärkte Kunststoffrohre) verwendet.
  • Als Füllmaterial diente ein spezieller rissfreier Polymer-Zement- Verpressmörtel.

Eine kostengünstige und platzsparende Verankerungslösung boten die Umlenksättel, durch die aufwendige Endverankerungen am Pylon vermieden werden konnten. Der japanische DYWIDAG-Lizenznehmer Sumitomo Electric Industries Ltd. (SEI) lieferte 56 t Epoxy-Litzen und 64 für externe Spannglieder entwickelte DYWIDAG MC-Verankerungen des Typs 19x0,6", die dank der doppelten Verrohrung einen leichten und schnellen Austausch der Spannglieder ermöglichten.

Vor den Materiallieferungen hatte SEI in Zusammenarbeit mit DSI München verschiedene Versuche durchgeführt, um die Zuverlässigkeit der einzusetzenden Materialien zu prüfen. Dazu zählten Tests mit der Epoxy-Litze und deren Verankerung, ein Zugversuch, ein Versuch über das Systemverhalten und ein Einschiebeversuch der Litzen. Ein Großversuch der Umlenksättel und ein Dauerschwingversuch, der das Verhalten des Bauwerks unter Windlast simulierte, wurden ebenfalls vom Bauherrn zusammen mit den Joint-Venture-Firmen durchgeführt.

dsi map overlay