Erste Holz-UHFB-Verbundbrücke für Schwerlasten in der Schweiz
Auf Rigi Fruttli musste die baufällige Betonbrücke über den Rotenfluebach ersetzt werden. Es entstand eine innovative Verbundbrücke aus Holz und UHFB für 40-Tonnen-Lasten. Der verantwortliche Ingenieur berichtet.
Die Fruttlibrücke liegt im Strassenzug von Arth ins Rigigebiet – eine für alle regionalen Holz- und Gütertransporte wichtige Verbindung. Im letzten Jahr wurde bei der periodischen Kontrolle festgestellt, dass eine Instandsetzung der über 50 Jahre alten Betonbrücke technisch nicht mehr sinnvoll ist und die Brücke ersetzt werden muss.
Gemeinsam mit dem Amt für Wald und Naturgefahren Schwyz liess die Unterallmeind Korporation Arth zwei Ingenieurbüros Varianten für den Ersatz der 10 m langen Brücke erstellen: Eine konventionelle Betonbrücke und eine Verbundbrücke aus Holz und ultrahochfestem Faserverbund-Baustoff (UHFB) standen zur Wahl. Aufgrund der geringeren Kosten und der kürzeren Bauzeit entschied man sich für letztere. Nach Vorbereitungsarbeiten an den bestehenden Widerlagern wurde der ganze Brückenüberbau innerhalb einer Woche erstellt. Bereits vier Tage danach war die Brücke wieder befahrbar.
Nach gutem Vorbild
Auf die Widerlager wurden vier 52 cm hohe Brettschichtholzträger (Festigkeitsklasse GL 32c) aus Schweizer Holz versetzt, wobei an den äussersten Trägern bereits Schalungen für das Aufgiessen der Brückenplatte aus UHFB Sorte UB vormontiert waren. Die Schalung zwischen den Holzträgern wurde durch aufeinandergelegte, je 27 mm starke Dreischichtplatten gebildet, die in der Brücke verbleiben.
Der Schubverbund zwischen den Holzträgern und der Brückenplatte wird mittels GSA-Technologie sichergestellt. Mit der grossen Steifigkeit und Duktilität der Verbindungsmittel wird ein hoher Wirkungsgrad erzielt und der Schubfluss zuverlässig auf alle Verbinder verteilt. Der Querschnittsaufbau ist damit demjenigen der 2018 erstellten Gletschersandbrücke in Grindelwald (erste Holz-UHFB-Verbundbaubrücke der Schweiz, 2018) nachempfunden.
Die vor Ort gegossene UHFB-Platte mit einer Stärke von 8.6 cm bis 14 cm und einem Gefälle von 5 % ist direkt befahrbar, dient als Abdichtung und wirkt dank den Auskragungen auch als Witterungsschutz für die Holzträger. In die Oberfläche eingefräste Rillen gewährleisten die Rutschsicherheit. Die durch das Fräsen vermehrt aufstehenden Stahlfasern wurden abschliessend abgeflämmt. Aufgrund der Rissfreiheit und der Frost-Tausalz-Beständigkeit des UHFB rechnet man mit deutlich tieferen Instandhaltungskosten als bei einer konventionellen Betonbrücke.
Dauerhaftes und ökologisches Novum
Im Vergleich zu einer konventionellen Betonbrücke konnte der CO2-Ausstoss halbiert werden. Zudem wird im verbauten Holz etwa gleich viel CO2 dauerhaft gespeichert, wie bei der UHFB-Produktion ausgestossen worden ist.
Die Fruttlibrücke ist die erste Holz-UHFB-Verbundbrücke für 40-Tonnen-Lasten und mit geflämmter Oberfläche in der Schweiz. Sie zeigt, dass diese Bauweise preislich mit einer konventionellen Betonkonstruktion konkurrieren kann. Und dies bei gleichzeitig grossen Vorteilen bezüglich Bauzeit, Dauerhaftigkeit und Ökologie.
Edgar Kälin ist zudem Verfasser einer Machbarkeitsstudie zur längsten Holzbrücke der Welt über den Sihlsee.
AM BAU BETEILIGTE
Bauherrschaft
Unterallmeind Korporation Arth
Tragkonstruktion
Ingenieurbüro Edgar Kälin, Einsiedeln, in Zusammenarbeit mit neue Holzbau, Lungern
Beratung
Prof. Dr. Eugen Brühwiler, EPF Lausanne
Bauleitung
HSK Ingenieure, Goldau
Baumeisterarbeiten
Contratto, Goldau
Holzbauarbeiten
Strüby, Seewen
UHFB-Arbeiten
Walo Bertschinger, Dietikon
UHFB-Lieferant
Ciment Vigier, Péry
Flämmen
Ammann & Coduri, Pfäffikon ZH
Geländer
Kaufmann, Goldau
Abmessungen
Länge 10.45 m / Breite 3.51 m / Querschnittshöhe 0.66 m
Fertigstellung
2020
