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Arbeiter beim Bau einer Brücke auf großen, sandgefüllten Stützkonstruktionen aus Naue-Geogittern.

Mit Geogittern bewehrte Brückenwiderlager

Mit Geogittern bewehrte Brückenwiderlager: der bewehrte Erdkörper (RSS) als Alternative zu massiven Betonbauwerken

Mit Geogitter-bewehrten Brückenwiderlagern wird das RSS-Verfahren (bewehrter Erdkörper) angewendet, um das Widerlager als duktilen bewehrten Erdkörper anstelle einer massiven Stahlbetonkonstruktion herzustellen. Knotensteife Secugrid® Geogitter und das umgebende Bodenmaterial bilden gemeinsam einen Verbundkörper „Geogitter-Boden“, der den Erddruck hinter den tragenden Bauteilen aufnimmt und Lasten über eine größere Fläche verteilt. Die daraus resultierende hohe Duktilität minimiert Setzungsdifferenzen zwischen Dammschüttung und Widerlager – und vermeidet so die für starre Betonwiderlager typischen Setzungsunterschiede und Fugenbeschädigungen – bei gleichzeitiger Verringerung von Bauzeit und Kosten.

Auf einen Blick

  • Anwendung: bewehrter Erdkörper (RSS) für Brückenwiderlager und Anschlussbauwerke, ausgeführt als duktiler bewehrter Erdkörper, der massive Stahlbetonwiderlager ersetzt oder schlanker ausführt.
  • Produkte: Das wichtigste Naue Produkt ist das Secugrid® Geogitter (z. B. Secugrid® 120/40 R6) für RSS (bewehrte Erdkörper).
  • Einsparpotenzial: Kürzere Bauzeit und geringere Kosten als Ortbeton.
  • Normen: Die Bemessung erfolgt nach EBGEO (bewehrter Erdkörper), EN ISO 10319 und EN 13251; objektspezifische Bemessung durch das Engineering & Design Department (EDD) von Naue.
  • Typische Projekte: Straßen- und Eisenbahnbrückenwiderlager, Zufahrts- und temporäre Widerlagerkonstruktionen.

Bewehrter Erdkörper an Brückenwiderlagern: Herausforderungen, Lösungen und Ergebnisse

Herausforderungen

  • Lange Bauzeit und hohe Kosten von Ortbeton-Brückenwiderlagern
  • Setzungsdifferenzen zwischen dem starren Beton-Brückenwiderlager und dem setzungsanfälligen Damm führen zu Setzungssprüngen und Fugenbeschädigungen.
  • Erfordernis, den Baukörper in die Landschaft zu integrieren und verfügbare Materialien zu nutzen

Lösung

  • Duktiles RSS-Brückenwiderlager, hergestellt mit Secugrid®-Geogitter als erddruckaufnehmendem Körper hinter den tragenden Bauteilen
  • Geogitter-Boden-Verbund verteilt Lasten auf eine größere Fläche und gleicht die Steifigkeit mit dem Damm an
  • Variable Frontausbildungssysteme (Vorsatzschalen); Verwendung lokal verfügbarer Böden oder recycelter Baustoffe als Bodenmaterial

Ergebnis

  • Schlankerer, wirtschaftlicherer Aufbau und eine kürzere Bauzeit
  • Minimierte Setzungsdifferenzen; Stoßbelastungen im Übergangsbereich reduziert
  • Hohe Anpassungsfähigkeit an die Landschaft

Mit Geogittern bewehrte Brückenwiderlager: typische Anwendungen

Naue RSS-Lösungen kommen überall dort zum Einsatz, wo anstelle einer massiven Stahlbetonkonstruktion ein duktiles, wirtschaftliches und setzungsarmes Brückenwiderlager benötigt wird.

  • Reinforced slopes walls

    Straßen- und Eisenbahnbrücken

    Duktil ausgelegte bewehrte Erdkörper als Brückenwiderlager, die den Stoß an der Übergangsstelle beseitigen.

  • Reinforced slopes walls

    Temporäre Brücken

    Bewehrte Erdkörper als Brückenwiderlager, die sich schnell zurückbauen lassen und deren Materialien wiederverwendet werden können.

  • Vegetating protecting and securing facing systems

    Gestaltete Flächen

    Variable Frontausbildungen binden das Brückenwiderlager in die umgebende Landschaft ein.

Die Übergangszone: Vermeidung von Setzungsdifferenzen und Setzungssprüngen

Ein starres Betonwiderlager und der anschließende, zu Setzungen neigende Damm verhalten sich sehr unterschiedlich, und der Steifigkeitssprung an ihrer Grenzfläche führt zu Setzungsdifferenzen – spürbar als „Stoß“ an der Brücke und sichtbar als Schäden an Fahrbahnübergangskonstruktionen. Ein RSS-Widerlager ist dagegen selbst ein duktiler bewehrter Erdkörper, dessen Steifigkeit der des Damms deutlich näherkommt. Die Lasten werden über den Geogitter-Boden-Verbund auf eine größere Fläche verteilt, wodurch die Verformungen im Übergangsbereich angeglichen und der Stoß-Effekt beseitigt werden.

Grundprinzip: Der Secugrid®-Bodenverbund bildet einen duktilen, Erddruck aufnehmenden Körper, der die Betonbauwerke schlanker macht und die Steifigkeit an den Damm angleicht, um starke Setzungsunterschiede zu vermeiden.

Option A: Umschlagende/begrünte Frontausbildung

  • Secugrid® Geogitter an der Front umgeschlagen; äußere Schale kann begrünt werden
  • Integriert das Brückenwiderlager in eine natürliche Landschaft
  • Verwendung örtlicher Böden oder Recyclingmaterialien als bewehrter Erdkörper
  • Am besten geeignet, wenn die landschaftliche Einbindung im Vordergrund steht

Option B: Starre Frontausbildung (Blöcke, Tafeln oder Stahlgitter)

  • Secugrid® verbunden mit einer tragenden Frontausbildung – modulare Blöcke, Fertigteile oder geschweißte Stahlgitter
  • Geeignet für steilere oder vertikale, architektonisch gestaltete oder urbane Frontausbildungen
  • Verwendung örtlicher Böden oder Recyclingmaterialien als bewehrtes Bodenmaterial
  • Ideal, wenn eine definierte, harte Frontausbildung ist erforderlich

Mit Geogittern bewehrte Brückenwiderlager: häufig gestellte Fragen

Ein mit Geogittern bewehrtes Brückenwiderlager wird mit der RSS-Methode (bewehrter Erdkörper) hergestellt: Schichten aus Secugrid® und verdichtetem Bodenmaterial bilden einen Verbundkörper aus bewehrtem Erdmaterial, der hinter den tragenden Bauteilen als Erddruckabsorber angeordnet wird. Da dieser Körper duktil ist und Lasten über eine größere Fläche verteilt, verhält er sich ähnlich wie der anschließende Damm, wodurch Setzungsdifferenzen minimiert und starke Setzungsunterschiede vermieden werden - bei gleichzeitig schlanker ausgebildeter Betonstruktur.

RSS-Widerlager verwenden knotensteife Secugrid® Geogitter; die Prümbrücke in Minden wurde z. B. mit Secugrid® 120/40 R6 (SP und ST) gebaut. Die hohe Steifigkeit von Secugrid® bei geringer Dehnung verleiht dem bewehrten Erdkörper seine Duktilität und Lastverteilung. Der genaue Typ und die genaue Festigkeit werden durch die projektspezifische RSS-Bemessung bestätigt.

In Deutschland regelt EBGEO (Empfehlungen für den Entwurf und die Berechnung von Erdkörpern mit Bewehrung aus Geobaustoffen) bewehrte Erdkörper mit Geobaustoffen, einschließlich RSS-Brückenwiderlager. Geogittereigenschaften werden nach EN ISO 10319 und EN 13251 geprüft. Alle Bemessungen setzen geotechnische Baugrunduntersuchungen und eine projektspezifische Überprüfung durch einen qualifizierten Planer voraus.

Die Verwendung eines bewehrten Erdkörpers (RSS) als Erddruckpuffer ermöglicht es, die massiven Betonelemente deutlich schlanker und kostengünstiger zu bauen, mit kürzerer Bauzeit und geringeren Beeinträchtigungen des Verkehrs. Als Bodenmaterial können lokal verfügbare Böden oder Recycling-Baustoffe verwendet werden.

Ein RSS-Widerlager wird in verdichteten Schichten aufgebaut: Bodenmaterial wird lagenweise eingebracht und verdichtet, eine Secugrid® Geogitter-Schicht wird verlegt und mit dem gewählten Frontausbildungssystem (Außenhaut) verbunden, und diese Abfolge wird bis zur geplanten Höhe wiederholt. Die Frontausbildung kann als umgeschlagene (begrünte) Front oder als konstruktive Front aus z. B. Modulblöcken, Fertigteilen oder Stahlgitter ausgeführt werden. Für den Bau werden übliche Erdbaumaschinen eingesetzt; Spezialgeräte sind nicht erforderlich.

Mit geeigneten Frontausbildungen bleibt der duktil ausgeführte bewehrte Erdkörper auch bei Stoßbelastungen oder im Brandfall robust und kann bei Beschädigungen leicht instand gesetzt werden. Diese Robustheit ist der Grund, warum sich in Japan der KBE-Bau als Standardbauweise für Hochgeschwindigkeitsbahnstrecken etabliert hat, was auf sein Verhalten bei Erdbeben zurückzuführen ist. Die Bemessungsfestigkeiten der Geogitter berücksichtigen Einbaubeschädigung, Kriechen und Umwelteinflüsse gemäß EBGEO; Daten stehen auf Anfrage zur Verfügung.

Ja. Da es sich bei dem Widerlager um einen bewehrten Erdkörper und nicht um eine monolithische Stahlbetonkonstruktion handelt, können temporäre bewehrte Erdkörper-Widerlager am Ende ihrer Nutzungsdauer schnell und einfach zurückgebaut werden, wobei das Bodenmaterial und die Bauteile wiederverwendet werden können. Dies macht bewehrte Erdkörper-Widerlager besonders geeignet für temporäre Brücken und abschnittsweise Bauausführung.

Die Frontausbildung (Außenhaut) eines bewehrten Erdkörpers als Brückenwiderlager kann projektspezifisch variiert werden. Eine umgeschlagene, begrünte Front bindet den Erdkörper in eine natürliche Landschaft ein, während konstruktive Frontausbildungen wie modulare Blöcke oder Tafeln sich für urbane oder architektonische Umgebungen eignen. Diese Anpassungsfähigkeit ist einer der praktischen Vorteile des Baus bewehrter Erdkörper gegenüber einer starren Betonbauweise.

Ja. Bewehrte Erdkörper als Brückenwiderlager werden sowohl bei Straßen- als auch bei Eisenbahnbrücken eingesetzt. Die hohe Duktilität ist insbesondere im Eisenbahnbereich von großem Wert: In Japan ist der Bau bewehrter Erdkörper ein Standardverfahren für Hochgeschwindigkeitsstrecken, weil es sich bei Erdbeben als robust erwiesen hat. Im Eisenbahnbau erfordern die strengen Setzungsgrenzwerte und die dynamische Beanspruchung eine sorgfältige, projektspezifische Bemessung bewehrter Erdkörper nach EBGEO oder der jeweils einschlägigen nationalen Eisenbahnnorm.

Mit Geogittern bewehrte Brückenwiderlager: objektspezifische Bemessung nach Normen

Die Bemessung von mit Geogittern bewehrten Brückenwiderlagern erfolgt nach anerkannten Normen, in Deutschland hauptsächlich nach EBGEO. Naue stellt über die Abteilung Engineering & Design (EDD) ingenieurtechnische Unterstützung und projektspezifische Bemessungshilfe zur Verfügung.

  • EBGEO (Deutschland): Empfehlungen für die Berechnung und Bemessung von Erdkörpern mit Geobaustoffbewehrung – maßgebend für die Bemessung bewehrter Erdkörper als Brückenwiderlager
  • EN ISO 10319: Geobaustoffe – Zugversuch am breiten Streifen – legt die Prüfung der Zugfestigkeit von Secugrid® Geogittern fest
  • EN 13251: Geotextilien und geotextilverwandte Produkte - erforderliche Eigenschaften für den Einsatz im Erd- und Grundbau sowie in Stützkonstruktionen
Schnittzeichnung mit einer Stützwand und horizontal geschichteter Dränage sowie Geogitterbewehrungslinien.
Schnittzeichnung mit einer Stützwand und horizontal geschichteter Dränage sowie Geogitterbewehrungslinien.

Mit Geogittern bewehrte Brückenwiderlager: Funktionsweise des Systems

Die folgenden Systemvorteile ergeben sich unmittelbar aus der Wirkungsweise der Naue Produkte innerhalb des Schichtaufbaus:

  1. Duktiles Verbundsystem: Secugrid® und das Bodenmaterial bilden einen Geogitter-Boden-Körper, der den Erddruck hinter dem Brückenwiderlager aufnimmt
  2. Setzungskontrolle: hohe Duktilität gleicht die Steifigkeit mit dem Damm an und beseitigt den Rampeneffekt
  3. Schlankerer Aufbau: der bewehrte Erdkörper ermöglicht es, massive Betonelemente deutlich schlanker und kostengünstiger zu bauen
  4. Einfacher Einbau: lokal verfügbare Böden oder recycelte Baustoffe können als bewehrtes Bodenmaterial verwendet werden

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