Brücke

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Dieser Artikel beschäftigt sich mit dem Bauwerk. Weitere Bedeutungen unter Brücke (Begriffsklärung).

Eine Brücke ist ein Bauwerk zum Überspannen von Hindernissen in Verkehrswegen (wie Straßen, Eisenbahnstrecken, Geh- und Radwegen, Wasserstraßen und Rollbahnen für Flugzeuge) oder Versorgungseinrichtungen (wie Rohrleitungen, Transportbändern). In Form von Grünbrücken können sie auch Wildtieren die Querung von stark frequentierten Verkehrswegen ermöglichen. Die zu überspannenden Hindernisse sind natürlicher Art (wie Flüsse, Meerengen, Schluchten) oder künstlich angelegt (wie Autobahnen, Eisenbahnstrecken oder Wasserstraßen).

Die drei Lorzentobelbrücken: Zeugen der verschiedenen Bautechniken, die über die Jahrhunderte verwendet wurden.
Die Rügenbrücke verbindet die Insel Rügen und Stralsund und ist mit 2831 m eine der längsten Brücken Deutschlands.
Eine Brücke als Gebäude: Brückenparkhaus, Messe Stuttgart
Hängebrücke Storebæltsbroen, größte Spannweite Europas

Geschichte[Bearbeiten]

Hauptartikel: Geschichte des Brückenbaus
Verbundene Rundhölzer, steinzeitliche Brücke in Neuguinea
Erste Gusseisenbrücke der Welt über den Severn in Ironbridge
Bendorfer Brücke, Balkenbrücke mit der größten Stützweite in Deutschland

Eine der ältesten archäologisch gesicherten Brücken stellt die prähistorische Holzbrücke Rapperswil–Hurden dar, welche um das Jahr 1525 v. Chr. die jungsteinzeitlichen Siedlungen Rapperswil–Jona–Technikum und Freienbach–Hurden–Rosshorn verband und über mehrere Jahrhunderte genutzt wurde.[1][2] Als Baustoffe diente vor allem Holz, aber auch Stein wurde zur Festigung der Holzpfeiler verwendet. Andere prähistorische Brücken wurden aus England und Norddeutschland bekannt. Im 6. Jahrhundert v. Chr. bauten die Babylonier unter Nebukadnezar II. Brücken aus Zypressen- und Zedernholz. Den Bau von Bogenbrücken aus Natursteinen oder Beton beherrschten schon die Römer, wie die Pont du Gard heute noch eindrucksvoll belegt.

Seit mindestens 1000 Jahren werden Brücken in Asien und Südamerika über enge Schluchten aus Pflanzenfasern als Hängebrücken ausgebildet, die letzte noch funktionierende dieser Art ist die Hängebrücke Qu’eswachaka, sie besteht komplett aus Gras.

Bis ins 19. Jahrhundert dominierten Holz und Stein als Baumaterial, aber bereits mit der Industrialisierung entstand 1779 mit dem neuen Baustoff Gusseisen die erste Eisenbrücke der Welt, The Iron Bridge, eine Bogenbrücke von 30 m Stützweite über den Fluss Severn bei Coalbrookdale (England), die Abraham Darby III erbaute. Die weitere Entwicklung des neuen Baustoffes zu zähem und zugfestem Schmiedeeisen ermöglichte den Bau von langen Kettenhängebrücken. Eine der ersten bedeutenden war die Menai-Brücke in Wales mit einer Hauptstützweite von 177 m bei einer Gesamtlänge von 521 m, von Thomas Telford zwischen 1818 und 1826 erbaut. Die industrielle Herstellung von Walzträgern förderte den Bau von Fachwerkbalkenbrücken, wie der Britanniabrücke in Wales von Robert Stephenson aus dem Jahr 1850, mit Stützweiten von 146 m Länge.[3] Der zweite moderne Baustoff Beton wurde ab 1860 als Stampfbeton bei Bogenbrücken eingesetzt, die erste Eisenbetonbalkenbrücke wurde 1875 von Joseph Monier auf einem Landsitz bei Chazelet über einen Bach erbaut. Eisenbetonbrücken mit großen Stützweiten wurden Anfang des 20. Jahrhunderts insbesondere als Bogenbrücken ausgeführt, wie 1930 bei der Salginatobelbrücke mit 90 m Stützweite. Mit der Entwicklung des Spannbetons nach dem Zweiten Weltkrieg wurde schließlich die schlanke vorgespannte Balkenbrücke aus Beton möglich. So quert zum Beispiel die Bendorfer Brücke von 1965 den Rhein mit einer Stützweite von 208 m, zur Erbauungszeit weltweit die Balkenbrücke mit der größten Stützweite, was sie heute noch in Deutschland ist. Parallel zu den Spannbetonbrücken wurde im Stahlbau die neue Konstruktionsform der weitgespannten Schrägseilbrücke entwickelt. Die erste große Brücke dieser Bauform war in Deutschland die 1957 eröffnete Theodor-Heuss-Brücke (Düsseldorf) mit einer Stützweite von 260 m und einer Gesamtlänge von 914 m.

Definition[Bearbeiten]

Deutschland[Bearbeiten]

„Als Brücken gelten alle Überführungen eines Verkehrsweges über einen anderen Verkehrsweg, über ein Gewässer oder über tieferliegendes Gelände, wenn ihre lichte Weite zwischen den Widerlagern 2,00 Meter oder mehr beträgt. […]“

– Definition nach DIN 1076 aus Verkehrsblatt-Dokument Nr. B 5276 Vers. 07/97

Österreich[Bearbeiten]

In den Richtlinien und Vorschriften für das Straßenwesen (RVS), Kapitel 4 Kunstbauten, ist die Brücke definiert, wobei sinngemäß das gleiche wie in Deutschland gilt.

Einteilung[Bearbeiten]

Hauptartikel: Einteilung von Brücken

Die Einteilung von Brücken kann nach unterschiedlichen Kriterien erfolgen. Eine Variante ist die Einteilung nach Form und Konstruktion, Material und Gewicht.

Form und Konstruktion[Bearbeiten]

Werratalbrücke Hörschel, Balkenbrücke mit Hohlkastenquerschnitt und Druckstreben

Balkenbrücke[Bearbeiten]

Das äußere Kennzeichen der Balkenbrücke ist üblicherweise die sichtbare Trennung des Überbaus (Brückenträger) vom Unterbau (Stützen, Widerlager) durch Lager. Die Lager übertragen die Lasten aus dem Überbau auf die Unterbauten und geben dem Brückenträger die notwendige Lagesicherheit und Bewegungsmöglichkeit. Die Querschnittsform in Längsrichtung entspricht äußerlich einem Balken, meist ist die Trägerhöhe konstant. Aber auch Überbauten mit veränderlicher Überbauhöhe sind möglich. Dabei weist im Regelfall der Untergurt entsprechend der Momentenbeanspruchung eine Krümmung auf, er ist gevoutet. Der Balken nutzt die Festigkeit des Werkstoffes optimal aus und wird bei üblichen Brücken mit kleinen bis mittleren Stützweiten (ca. 80 m) als statisches System verwendet. Wirtschaftliche Stützweiten für Balkenbrücken sind bis ca. 100 m,[4] ca. 100–200 m für Extradosed-Brücken und ab ca. 200 m für Schrägseilbrücken. Die Balkenbrücke ist vor allem wegen der vergleichsweise einfachen Fertigung häufig anzutreffen. Viele Brücken über Autobahnen sind in dieser Bauart ausgeführt. Balkenbrücken können in Querrichtung mit verschiedenen Querschnittsgeometrien ausgeführt werden.

Zweistegige Plattenbalkenbrücke
Plattenbrücke[Bearbeiten]

Die Vollplatte ist vom statischen System her ein breiter Balken. Die Platte wird häufig bei Überführungen, insbesondere bei schiefen Bauwerken, mit beschränkter Bauhöhe und bis maximal 30 m Stützweite verwendet. Die Vollplatte wird oft mit Kragarmen auf beiden Seiten versehen und ist dann dem einstegigen Plattenbalken ähnlich. Problematisch bei der Vollplatte ist insbesondere die Unterbringung der Entwässerung.

Spannbeton-Hohlkasten-Brücke
Plattenbalken[Bearbeiten]

Der Plattenbalken verbindet Eigenschaften einer Platte mit denen des Balkens. Um größere Stützweiten zu erreichen oder um Material zu sparen, werden unter einer vergleichsweise dünnen Platte ein oder mehrere Träger in Längsrichtung der Brücke angeordnet.

Hohlkasten[Bearbeiten]
Hauptartikel: Hohlkasten

Durch Ergänzung des Plattenbalkens mit einer unteren Platte ergibt sich ein geschlossener Querschnitt, der Hohlkasten genannt wird. Insbesondere bei Balkenbrücken mit mittleren und größeren Stützweiten oder bei gekrümmter Linienführung werden Hohlkastenquerschnitte, auch Kastenquerschnitte genannt, eingesetzt. Diese zeichnen sich durch eine große Biege- und Torsionssteifigkeit aus, wodurch große Schlankheiten und rationelle Bauverfahren, wie das Taktschiebeverfahren, möglich sind. Weit auskragende Fahrbahnplatten werden oft über schräge Druckstreben auf den Hohlkasten abgestützt.

Rahmenbrücke (Integralbrücke)[Bearbeiten]

Rahmenbrücken entsprechen Balkenbrücken jedoch mit dem Unterschied, dass der Überbau mit den Unterbauten (Widerlagerwände und/oder Stützen) biegesteif verbunden ist. Dadurch werden die Biegemomente im Feld des Brückenträgers vermindert, und somit lässt sich dessen Bauhöhe reduzieren, oder bei gegebener Bauhöhe eine größere Stützweite erreichen. Häufig wird das bei Autobahnüberführungen genutzt, um auf Mittelpfeiler verzichten zu können. Der Entfall der Lager vermindert die Kosten für den Unterhalt und vereinfacht die Wartung der Brücke. Allerdings ist ein Austausch des Überbaus, etwa nach einem Anfahrschaden, aufwändiger.

Brücken deren Überbauten keine Fugen und Lager besitzen, d. h. in die Widerlagerwände und etwaige Stützen eingespannt sind, werden auch als integrale Brücken bezeichnet. Eine Variante dieser Bauart stellen semi-integrale Brücken dar, bei denen der Überbau nicht komplett mit dem Unterbau monolithisch verbunden ist oder bei denen der Überbau Fugen aufweist.[5]

Fachwerkbrücke[Bearbeiten]

Späthstraßenbrücke über den Teltowkanal in Berlin

Fachwerke sind aufgelöste Tragwerksstrukturen. Sie haben den Vorteil eines geringeren Materialverbrauchs als vergleichbare vollwandige Tragwerke wie Balken (→ geringeres Eigengewicht). Dabei werden die Stäbe des Fachwerks vorwiegend auf Zug und Druck belastet. Ein Nachteil ist meist die größere Bauhöhe der Konstruktion. Fachwerkbrücken werden vor allem mit Stahl (manchmal auch als Holzbau) ausgeführt. Aufgrund der hohen Verkehrslasten werden sie oft bei Eisenbahnüberführungen gebaut, finden aber auch ihre Anwendung bei Straßenbrücken mit größeren Stützweiten, insbesondere in den USA. Fachwerke verbergen sich in der Regel auch unter der Verkleidung von gedeckten Holzbrücken.

Konstruktionsformen von Fachwerkbrücken:

Gitterträgerbrücke[Bearbeiten]

Gitterträgerbrücken sind Brücken mit Trägern aus einer Vielzahl sich diagonal kreuzender Stäbe, die an den Kreuzungspunkten miteinander verbunden sind. Die Technik wurde 1820 in den USA für den Bau gedeckter Holzbrücken entwickelt. Nach der von Großbritannien ausgehenden Einführung des im Puddelverfahren hergestellten Schmiedeeisens wurde das Prinzip auf schmiedeeiserne Gitterträgerbrücken übertragen, die sich billiger herstellen ließen als die ersten Hohlkastenbrücken mit rundum vollverschlossenen Flächen. Diese Bauweise wurde ab 1847, überwiegend in den 1860er Jahren und vereinzelt bis ca. 1900 eingesetzt.

Pendelpfeilerbrücke[Bearbeiten]

Hauptartikel: Pendelpfeilerbrücke

Bei Pendelpfeilerbrücken sind die Pfeiler gelenkig mit dem Überbau und dem Fundament verbunden. Die Pfeiler werden dadurch nur von Druckkräften beansprucht, während die Längskräfte, beispielsweise aus Bremsen oder Anfahren von Fahrzeugen, von dem Überbau vollständig in die Widerlager geleitet werden.[6]

Bogenbrücke[Bearbeiten]

Hauptartikel: Bogenbrücke
Ravennaviadukt – Eisenbahnbrücke im Höllental im Schwarzwald

Der Bogen ist für Massivbaustoffe, wie Stein oder Beton, mit ihrer hohen Druckfestigkeit die geeignetste Tragwerksart, da der Bogen hier bei optimaler Geometrie fast nur Druckbelastungen ausgesetzt ist. Deshalb ist diese Art der Konstruktion bei vielen alten Brücken zu finden. Allerdings muss der Baugrund ausreichend fest sein, weil er neben den lotrechten Kräften insbesondere auch horizontale Kräfte aufnehmen muss. Die Widerlager am Ende des Bogens werden Kämpfer genannt.

Heute werden Bogenbrücken aus Stahl oder Stahlbeton mit aufgeständerter, obenliegender Fahrbahn zum Überwinden tiefer Täler oder Geländeeinschnitte gebaut. Mit einem Stahlbogen sind Stützweiten von bis zu 500 Metern möglich, mit einem Stahlbetonbogen sind 300 Meter möglich. Stahlbogenbrücken mit angehängter, untenliegender Fahrbahn kommen aufgrund der niedrigen Bauhöhe der Fahrbahntafel vor allem im Flachland bei der Überwindung von Gewässern vor. Bogenbrücken mit mittenliegender Fahrbahn, wie die Karmsundbrua, sind eine weitere mögliche Variante, um Hindernisse zu überwinden. Eine moderne Bauart sind die seit 1990 in China häufig gebauten CFST-Brücken (concrete filled steel tube bridges), bei denen der tragende Bogen zunächst aus leeren Stahlrohren hergestellt wird, die anschließend mit Beton verfüllt werden.

Eine Bogenbrücke besteht aus einem oder mehreren Bögen und der Brückentafel oder Fahrbahn. Die Stahlbogenbrücke besitzt zusätzlich noch Hänger oder Steher, an denen die Brückentafel befestigt ist.

Konstruktionsformen von Bogenbrücken:

Hängebrücke[Bearbeiten]

Hauptartikel: Hängebrücke

Die Hängebrücke ist eine Weiterentwicklung der Seilbrücke. Einfache Hängebrücken mit noch durchhängender Fahrbahn finden sich schon in steinzeitlichen Kulturen. Heute wird die Hängebrücke überwiegend zur Überquerung breiterer schiffbarer Gewässer mit Stützweiten oberhalb von 800 m gebaut. Wegen der Tendenz zu größeren Verformungen wird sie im Regelfall nicht als Eisenbahnbrücke verwendet. Sie ist statisch ähnlich der Bogenbrücke mit untenliegender Fahrbahn. Bei der Hängebrücke wird zwischen Pylonen ein Tragseil aufgehängt. An diesem Tragseil werden Hänger befestigt, senkrechte Seile, welche die Fahrbahn tragen. Sie sind jedoch bei weiten Stützweiten sehr gegen Windschwingungen anfällig, wie es der Einsturz der Tacoma-Narrows-Brücke in den USA am 7. November 1940 gezeigt hat.

Ein berühmtes Beispiel einer Hängebrücke ist die Golden Gate Bridge in San Francisco. Die Akashi-Kaikyō-Brücke in Japan hat seit 1998 mit 1991 Metern die größte Stützweite.

Schrägseilbrücke[Bearbeiten]

Hauptartikel: Schrägseilbrücke

Die Schrägseilbrücke oder Schrägkabelbrücke hat sich zur Überbrückung breiterer Gewässer oder Flächen mit Stützweiten zwischen 200 m und 1.000 m als technisch besonders geeignet und auch als wirtschaftlich erwiesen. Die Brücke wird meist im Freivorbau errichtet. Der Bauzustand mit der weit auskragenden Brücke ist aufgrund der seitlichen Windbeanspruchung maßgebend für die technisch möglichen Stützweiten. Aufgrund ihrer hohen Steifigkeit kann sie auch für den Eisenbahnverkehr verwendet werden. Eine Schrägseilbrücke besteht aus den Pylonen, der Fahrbahn und den Seilen. Alle lotrechten Kräfte der Brücke werden über die Seile in den Pylon eingebracht, der diese dann senkrecht als reine Druckkräfte in den Untergrund einbringt. Die Schrägseilbrücke entspricht einer Auslegerbrücke, die Fahrbahntafel bildet den druckbeanspruchten Untergurt, die Seile sind Auslegerzuggurte, welche die vertikalen Lasten an die Pylone abtragen und in der Fahrbahntafel rückverankert sind.

Ein bekanntes Beispiel dieser Brückenform ist die Hamburger Köhlbrandbrücke. Die Rio-Andirrio-Brücke, die über den Golf von Korinth (Griechenland) führt, ist ein weiterer bekannter Vertreter dieser Brückenform und eine der längsten ihrer Art. Das Viaduc de Millau ist seit 2004 mit 2460 m die längste Schrägseilbrücke der Welt.

Extradosed-Brücke[Bearbeiten]

Hauptartikel: Extradosed-Brücke

Eine Extradosed-Brücke ist eine neuartige Brückenkonstruktion (eine Brücke mit außen liegender Vorspannung) mit Schrägseilen, die eine Mischung aus Schrägseilbrücke und vorgespannter Balkenbrücke ist. Wirtschaftliche Stützweiten für Balkenbrücken sind bis ca. 100 m,[4] ca. 100-200m für Extradosed-Brücke, und ab ca. 200m für eine Schrägseilbrücke.

Spannbandbrücke[Bearbeiten]

Tragendes Element einer Spannbandbrücke sind ein oder mehrere Spannbänder, welche die Fahrbahn tragen und mit den Endauflagern zugfest verbunden sind. Charakteristisch ist der konkave Durchhang des Spannbandes in den Feldern. Je geringer der Durchhang, umso größer sind die Zugkräfte im Spannband. Wegen des Durchhangs wird diese Bauform überwiegend als Fußgängerbrücke errichtet. Das Spannband kann auch über Zwischenpfeiler geführt werden. Ein bekannter Vertreter dieser Brückengattung ist die Holzbrücke bei Essing über den Main-Donau-Kanal, die neben der ungewöhnlichen Verwendung von Brettschichtholz als Spannband mit 193 m zugleich bis 2006 die längste Holzbrücke Europas war. Dieser Status ging an die 225 m lange Drachenschwanz-Brücke auf dem Gelände der Neuen Landschaft Ronneburg über. Bei Straßenbrücken wird die Fahrbahn üblicherweise über dem Spannband aufgeständert, so dass trotz des Durchhangs des Spannbandes eine Fahrbahn entsteht, die der Trassierung der Straße entspricht.

Bewegliche Brücke[Bearbeiten]

Hauptartikel: Bewegliche Brücke

Bewegliche Brücken werden gebaut, wenn sich aus den örtlichen Gegebenheiten ergibt, dass eine feste Brücke nicht wirtschaftlich oder konstruktiv möglich ist. Dies kann sein, wenn zum Beispiel im Flachland eine Anrampung zu teuer wäre und ohne Anrampung eine zu geringe Durchfahrtshöhe für die unten liegende Verkehrslinie bliebe. Dieser Brückentyp hat den Nachteil, dass die Kreuzung des Verkehrs nicht voneinander unabhängig stattfinden kann, sondern immer einer der Verkehrswege gesperrt ist.

Diese Brücken werden durch die Art der Konstruktion genauer beschrieben. So gibt es die Zugbrücke oder Ziehbrücke, bei der die Fahrbahn hoch geklappt wird, die Klappbrücke, deren Mechanismus keine Zugseile hat (das berühmteste Beispiel ist die Tower Bridge in London), eine Einziehbrücke wie Nähe Gouda in den Niederlanden und als besondere Variante eine Dreifeldzugklappbrücke, wie die Hörnbrücke in Kiel, eine Faltbrücke. Weitere bewegliche Brückentypen, die Schifffahrtsstraßen kreuzen und größere Durchfahrtsbreiten ermöglichen, sind die Drehbrücke, die komplett um ihre vertikale Achse gedreht werden kann (die Drehbrücke Malchow), die Hubbrücke, die komplett hoch gehoben wird (die Kattwykbrücke über die Hamburger Süderelbe) oder im niederländischen Haarlem sowie die Kippbrücke, die Senkbrücke und die Rolling Bridge (Rollende Brücke).

MovableBridge draw.gif
Klappbrücke
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Hubbrücke
MovableBridge swing.gif
Drehbrücke

Ausdrehen der Nordschleusenbrücke in Bremerhaven zur Freigabe des Wasserweges:

Schwimmbrücke (Pontonbrücke, Schiffbrücke)[Bearbeiten]

Hauptartikel: Pontonbrücke
Pontonbrücke (1945)

Schwimmbrücken haben an Stelle von Pfeilern auf einem Gewässer liegende Schwimmkörper, die kurze Überbauten miteinander verbinden. Als Schwimmkörper kommen Pontons, Schiffe, Schlauchboote, Hohlplatten oder Amphibienfahrzeuge zum Einsatz. Die Nutzbarkeit von Schwimmbrücken wird insbesondere vom Wasserstand und der Wasserströmung stark beeinflusst. Je nach Wasserstand muss beim Befahren der Brücke zwischen dem Ufer und dem ersten Schwimmkörper eine erhebliche Steigung oder ein Gefälle überwunden werden, was vor allem bei Eisenbahnbrücken die Nutzung zeitweise erschwert oder unmöglich macht. Häufig wird die Brücke am Ufer abgespannt, da sie sonst nur eine geringe Quersteifigkeit besitzt.

Schwimmbrücken werden heute meist als Behelfsbrücken eingesetzt, um zerstörte Infrastruktur bis zur Wiederherstellung zu ersetzen. Eine typische Anwendung liegt im militärischen Bereich, wo es einerseits darum geht, zerstörte Infrastruktur temporär wiederherzustellen, andererseits aber auch darum, durch Flexibilität operative Vorteile zu erlangen. Früher kamen Schwimmbrücken auch als kostengünstige Alternative an Stelle fester Brücken zur Anwendung.

In Norwegen werden Schwimmbrücken auch heute noch als permanente Bauwerke errichtet. So ist beispielsweise die 845 m lange Bergsöysund-Brücke bei Kristiansund zu nennen, die einen bogenförmigen Grundriss ohne Verankerung hat. Von gleicher Konstruktionsart ist der 1246 m lange Pontonbrückenabschnitt der insgesamt 1614 m langen Nordhordlandsbrua bei Bergen. Im Grundriss gerade und in Querrichtung mit Ankern gehalten ist dagegen die 2019 m lange Lacey V. Murrow Memorial Bridge über den Lake Washington bei Seattle.

Material[Bearbeiten]

Holzbrücke[Bearbeiten]

Hauptartikel: Holzbrücke
Holzbrücke in Bad Säckingen, die längste gedeckte Europas

Holz ist in Form eines Baumstammes über eine Schlucht oder ein Gewässer das älteste Brückenbaumaterial. Es wird bei Jochbrücken und bei Fachwerkbrücken verwendet. Im 18. Jahrhundert erreichte der Holzbrückenbau mit der Rheinbrücke Schaffhausens von Hans Ulrich Grubenmann einen ersten Höhepunkt. Diese war 120 m lang und hatte nur einen Zwischenpfeiler. Die Weiterentwicklung erfolgte in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts in Nordamerika beim Bau der Eisenbahnstrecken durch den Kontinent, unter anderem mit den hölzernen Trestle-Brücken, bestehend aus einfachen Balkenbrücken mit einer feinmaschigen Anordnung von Rundhölzern.

Heute verwendet man Holz insbesondere bei Fußgängerbrücken, Stegen oder anderen untergeordneten Brücken wie Güterwegbrücken oder Hauszufahrten. Von Vorteil ist dabei insbesondere das niedrige Eigengewicht des Holzes. Eher selten wird Holz heute für größere Brücken verwendet, wie in der Nähe des finnischen Mäntyharju. Dort wurde 1999 die mit 168 m längste (maximale Stützweite 42 m) für den Straßenverkehr zugelassene Holzbrücke der Welt eröffnet.[7][8] Die längste gedeckte Holzbrücke Europas ist die Holzbrücke Bad Säckingen in Süddeutschland. Zu den bekanntesten zählt die Kapellbrücke in Luzern. Die längste gedeckte Holzbrücke der Welt ist mit 390 Meter die Hartland Bridge in New Brunswick, Kanada.

Seilbrücke[Bearbeiten]

Hauptartikel: Seilbrücke
Nepal-Brücke (Seilbrücke) am Kaiserschild Klettersteig, Steiermark, Österreich

Die Seilbrücke gehört zu den ältesten Brückenarten, wobei es mehrere Varianten gibt.

  • Die 1-Seilbrücke ist die einfachste Variante und besteht aus einem schrägen gespannten Seil, das man an einer Rolle hängend benutzen kann.
  • Die 2-Seilbrücke besteht aus einem Tragseil (unten) und einem Halteseil (oben). Dies ist eine sehr wackelige Angelegenheit, weil sich Trag- und Halteseil horizontal zueinander verschieben können.
  • Eine Verbesserung der 2-Seil-Brücke durch ein weiteres Halteseil und Verbindungen zwischen Halteseilen und Tragseil ist die 3-Seil-Brücke. Dadurch erreicht man eine höhere Stabilität und das Benutzen der Brücke wird sicherer.
  • Die 4-Seil-Brücke ist gegenüber der 3-Seil-Brücke durch ein weiteres Tragseil ergänzt. Dabei wird zwischen den beiden Tragseilen ein Belag (meistens aus Holz) befestigt. Dies erhöht den Komfort bei Benutzung.

Reine Seilbrücken findet man noch in Afrika, Asien, Südamerika[9] und Mikronesien. Das Seil besteht oft aus Naturfasern, manchmal auch aus Stahl.

Massivbrücke[Bearbeiten]

Ponte dei Salti, Lavertezzo, Tessin
Steinbrücke[Bearbeiten]

Steinbrücken sind Brücken, bei denen nicht nur die Brückenpfeiler, wie dies bei Eisen- oder Holzbrücken der Fall ist, sondern auch der Überbau aus Stein hergestellt ist. Schon früh wurde Stein als Brückenbaumaterial eingesetzt, zunächst mit unbearbeiteten und später mit bearbeiteten Steinen. Dabei wurden die ersten Steinbrücken mit Kragbogen und dann mit fortschreitender Technik als echte Bogenbrücken ausgeführt. Bei geringer zu überbrückender Strecke können Steinbrücken mit einem einzigen, von Ufer zu Ufer gespannten Bogen, bei größeren Strecken mit mehreren zwischen Steinpfeilern eingewölbten Bögen, auf denen die Brückentafel liegt, ausgeführt werden. Unterschiede entstehen hierbei auch durch die Form des Bogens, der ein Halbkreis, ein flacher Kreisbogen (Stichbogen/Segmentbogen), ein gedrückter oder ein überhöhter Bogen sein kann. Die Halbkreisbogenbrücken der Römer hatten Stützweiten bis ungefähr 28 Meter (Brücke von Alcántara). Maximal sind etwa 45 Meter lichte Weite bei dieser Geometrieform mit Steinbrücken möglich, was bei der Brücke Pont du Diable in Frankreich erreicht wurde. Mit dem ab dem Mittelalter eingesetzten Segmentbogen, der statisch günstiger aber aufgrund des höheren Seitenschubs schwieriger beherrschbar ist, konnten dann mit Steinbrücken Stützweiten bis zu 72 Meter erreicht werden. Die Trezzo-Brücke war mit einem Segmentbogen von 72 Meter lichter Weite 39 Jahre bis zu ihrer Zerstörung die größte Steinbogenbrücke der Welt. Heute hat Stein beim Brückenbau nur noch eine untergeordnete Bedeutung, meist in Form von Verkleidungen.

Betonbrücke in Grenoble, errichtet 1855
Interne Vorspannung
Externe Vorspannung
Betonbrücke[Bearbeiten]

Beton ist ein künstlicher Stein, der aus einem Gemisch von Zement, Gesteinskörnung (Sand und Kies) und Wasser hergestellt wird, das sich infolge einer chemischen Reaktion verfestigt. Beton kann außerdem Betonzusatzstoffe und Zusatzmittel enthalten. Dieses Baumaterial eignet sich hervorragend, um Brücken zu bauen, weil es sich flüssig in jede Form gießen lässt und nach Aushärtung einen gut auf Druck beanspruchbaren künstlichen Stein ergibt. Beton ist (ebenso wie Stein) nur in der Lage, große Druckkräfte und geringe Zugkräfte aufzunehmen, weshalb er vor allem bei den Bogenbrücken verwendet wird.

Stahlbetonbrücke, Spannbetonbrücke[Bearbeiten]

Stahlbeton vereint die Vorteile von Beton und Stahl. Dabei umschließt der Beton den Stahl und schützt diesen so vor Korrosion. Der Stahl bringt seine Zugfestigkeit in diese Verbindung mit ein, die nur möglich ist, weil beide Stoffe einen sehr ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben.

Es gibt mehrere Arten von Stahlbeton:

  • Stahlbeton: In eine Schalung wird die Bewehrung eingebaut und diese dann mit Beton ausgegossen. Dies wird auch als schlaff-bewehrt bezeichnet.
  • Spannbeton: Die Verwendung von Spannbetonbrücken ist ab Stützweiten von mehr als 10 m bis 25 m der Regelfall. Hierbei wird ein Teil der Bewehrung, der Spannstahl, vorbelastet (gespannt). Dadurch ergibt sich eine Druckspannung im Beton, welche eine Rissbildung des Betons und somit größere Durchbiegungen verhindert. Dies ermöglicht niedrigere Bauhöhen der Brückenträger. Bezüglich der Lage des Spannstahles im Brückenquerschnitt unterscheidet man zwischen interner Vorspannung und externer Vorspannung. Bei der internen Vorspannung sind die Spannkabel im Betonquerschnitt angeordnet und vollständig vom Beton umhüllt. Bei der externen Vorspannung liegen die Spannglieder außerhalb des Betonquerschnittes und sind auswechselbar. Die Spannkräfte werden nur an Umlenksätteln oder Konsolen in den Betonquerschnitt eingeleitet. Die externe Vorspannung wird meist bei Hohlkastenquerschnitten in Kombination mit der internen verwendet.

Metallbrücke[Bearbeiten]

Hohe Brücke, Charlottenburger Schlosspark, Berlin
Gusseiserne Hartungsche Säulen an den stählernen Berliner Yorckbrücken
Gusseisenbrücke, schmiedeeiserne Brücke

Gusseisen ist eine Eisen-Legierung mit niedrigerem Schmelzpunkt als Stahl und daher leichter herzustellen. Auf Grund der geringen Elastizität hat das spröde Gusseisen bei Konstruktionsbauten keine Bedeutung mehr und wurde zunächst durch Schmiedeeisen, dann durch Stahl abgelöst. Viele Brücken wurden früher aus Gusseisen gebaut, zum Beispiel The Iron Bridge über den Severn. Die meisten der Gusseisenbrücken waren der steigenden Belastung nicht gewachsen und wurden daher durch Stahlbrücken ersetzt. Lediglich bei den Pendelstützen konnte sich Gusseisen noch bis zum Beginn des Ersten Weltkrieges halten. Ein Beispiel hierfür ist die Hartungsche Säule, die beim Ausbau des Eisenbahnsystems im Raum Berlin von 1880 bis 1910 in großer Stückzahl verwendet wurde.

Hohlkastenquerschnitt einer Stahlbrücke
Plattenbalkenquerschnitt einer Verbundbrücke
Hohlkastenquerschnitt einer Verbundbrücke
Stahlbrücke

Stahl weist eine sehr hohe Festigkeit gegenüber Druck- sowie Zugkräften auf. Stahl wird im Brückenbau vor allem in Form von Seilen, Profilen oder Blechen verwendet. Heute werden in vermehrtem Umfang Teile aus Stahlguss eingesetzt. Ein entscheidender Nachteil ist jedoch das Rosten (Korrosion), was üblicherweise Korrosionsschutzbeschichtungen erforderlich macht und zu einem hohen Unterhaltungsaufwand führt. Stahl wird beim Überbau vor allem von Stabbogenbrücken, Deckbrücken, Fachwerkbrücken und Hängebrücken eingesetzt.

Stahlverbundbrücke

Tragwerke des Verbundbaus haben räumlich getrennte Querschnitte, die aus zwei oder mehreren Baustoffen bestehen. Anders als beispielsweise beim Stahlbeton wird der Verbund untereinander durch besondere Verbindungsmittel hergestellt. Zum Beispiel liegt bei einer Stahlverbundbrücke auf dem stählernen Brückenträger die Fahrbahnplatte, die aus Stahlbeton besteht. Der Verbund zwischen beiden Baustoffen wird über Kopfbolzendübel sichergestellt. Dadurch kommt es zu einer kraftschlüssigen Verbindung und beide Querschnitte wirken zusammen als ein Querschnitt. Bei Kopplung von Spannbeton- und Stahlverbundkonstruktionsteilen spricht man auch von einer hybriden Brücke.

CFST-Brücke

Eine besondere Bauart der Stahlverbundbrücke sind die seit 1990 in China häufig gebauten CFST-Brücken (concrete filled steel tube bridges), bei denen der tragende Bogen zunächst aus leeren Stahlrohren hergestellt wird, die anschließend mit Beton verfüllt werden.

Aluminiumbrücke

Der erste Einsatz von Aluminium im Brückenbau erfolgte 1933 mit der Erneuerung der Fahrbahnkonstruktion der Smithfield Street Bridge in Pittsburgh. 1946 konnte die aus neu entwickelten Aluminiumlegierungen bestehende einspurige Eisenbahnbrücke Grasse River Bridge in der Nähe von Massena (New York) mit Aluminiumhauptträgern errichtet werden. In späteren Jahren wurde die Strangpresstechnik weiterentwickelt. Diese ermöglichte die Herstellung speziell auf die Anforderungen des Brückenbaus abgestimmter Profile. In der Zeit zwischen 1980 und 1990 fand eine starke Verbreitung der Aluminiumbrücke, die durch ein geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit sowie geringe Unterhaltskosten gekennzeichnet ist, in den skandinavischen Ländern statt.

Kunststoffbrücke[Bearbeiten]

Seit den 90er Jahren werden Brücken auch aus Faser-Kunststoff-Verbunden gebaut. Die Technik kommt meist bei kleineren Brücken für Fußgänger und Radfahrer zum Einsatz. Eine der ältesten Ausführungen ist die 1990 erbaute Fussgängerbrücke auf einem Golfplatz in Aberfeldy, Schottland. In Boothbay, Maine steht derzeit die längste Brücke aus Kunststoff, die 160 Meter lange Knickerbocker-Brücke. Kunststoffbrücken benötigen gemäß Untersuchungen aus den Niederlanden weniger Graue Energie als Brücken aus herkömmlichen Werkstoffen, und ihre Erstellung setzt weniger CO2 frei.[10]

Funktion[Bearbeiten]

Eine weitere Möglichkeit der Einteilung von Brücken ist ihre Funktion. Danach kann man unter anderem unterscheiden zwischen Straßenbrücke, Fußgängerbrücke, Eisenbahnbrücke, Kanalbrücke/Wasserbrücke (Trogbrücke) und Wildbrücke (Grünbrücke). Eine Eisenbahnbrücke trägt somit Schienenwege, eine Straßenbrücke Straßenwege. Oft hat aber eine Brücke mehrere Bestimmungszwecke.

Weitere Brückenarten mit Funktionsnamen sind unter anderem die Förderbandbrücke (im Bergbau), die Leitungsbrücke (etwa im Chemiewerk) aber auch die Pionierbrücke oder die Behelfsbrücke. Hilfsbrücken dagegen sind Brücken aus vorgefertigten, meist stählernen Baukastenelementen, die bei Instandsetzungsarbeiten an vorhandenen Brücken zur Umfahrung der Baustelle eingesetzt werden. Eine Hilfsbrücke kann auch über einen längeren Zeitraum im Einsatz bleiben. Brücken können außerdem auch über eine längere Zeit keine Funktion haben: Diese werden dann im Volksmund „Soda-Brücken“ genannt.

Lage[Bearbeiten]

Die topologische Lage ist auch ein mögliches Kriterium für die Zuordnung von Brücken. So kann man unter anderem unterscheiden zwischen Talbrücken, Stadtbrücken, Hangbrücken, Flussbrücken oder Kanalbrücken und Hochbrücken.

Geometrie[Bearbeiten]

In Grund- und Aufriss[Bearbeiten]

Gerade und schiefe Brücken, Wien (Fluss)

Im modernen Brückenbau hat sich der Grundsatz, dass die Brücke Teil der Straße ist, dahingehend weiterentwickelt, dass diese der Trassierung der Straße folgt. Daraus ergeben sich eine Vielzahl geometrischer Variationen. So muss der Kreuzungswinkel beispielsweise zwischen einer Landstraße und einer Autobahn nicht rechtwinklig sein. Bei der Brücke spricht man dann von einer schiefen Brücke, im Gegensatz zur geraden Brücke. Befindet sich eine Brücke im Radius, so spricht man von einer im Grundriss gekrümmten Brücke, befindet sie sich in einer Wanne oder einer Kuppe, so spricht man von einer im Aufriss gekrümmten Brücke. Es kommen aber auch Brücken vor, die sowohl in Grund- als auch im Aufriss gekrümmt sind, Brücken die sich in Verwindungsbereichen der Fahrbahn befinden oder sogar Brücken die sich im Bereich einer Krümmungsänderung der Fahrbahn (Klothoide) befinden. Für die an der Bauausführung Beteiligten sind unregelmäßige Geometrien und Aufweitungen im Bereich einer Brücke große Herausforderungen, da komplizierte Bauwerksgeometrien häufig mit den gängigen Bauverfahren nicht kompatibel sind und die Entwicklung besonderer oder die Modifikation gängiger Bauverfahren verlangen.

Im Querschnitt[Bearbeiten]

Insbesondere bei unterschiedlich genutzten Brücken werden oft zur Verkehrstrennung zwei Fahrbahnebenen angeordnet. Ein bekanntes Beispiel für solche Doppelstockbrücken ist die Öresundbrücke, die oben den Straßen- und unten den Eisenbahnverkehr aufnimmt. Auch die Trennung der Richtungsfahrbahnen von mehrstreifigen Straßenbrücken, wie bei der Bay Bridge, kann mit zweistöckig genutzten Brückenüberbauten erfolgen. Mehrstöckige Brücken haben den Vorteil, dass die statisch notwendige Konstruktionshöhe gleichzeitig als Verkehrsraum genutzt wird. Dies reduziert das Eigengewicht der Brücke, da die Brückenbreite geringer ist und damit die notwendigen Querträger leichter werden.

Viadukt und Durchlass[Bearbeiten]

Viadukt
Hauptartikel: Viadukt

Als Viadukt bezeichnet man heute mehr oder minder hohe und lange Brücken einer Straße oder Eisenbahn, die steigungsarm ein Tal oder eine Senke mit Pfeilern und meist Bögen überspannen. Ähnliche Konstruktionen, die Aquädukte, wurden von den Römern zur Trinkwasserversorgung benutzt. Viadukte wurden später im Eisenbahnbau häufig errichtet.

Durchlass
Hauptartikel: Durchlass

Als Durchlass gilt ein kleines Bauwerk mit einer lichten Weite von weniger als zwei Metern im Erdkörper eines Verkehrswegs. Er wird dann gebaut, wenn ein Fußweg oder kleiner Bach durch einen Straßen- oder Eisenbahndamm zu führen ist. Durchlässe werden meist als Stahlbetonrahmenkonstruktion oder mit Wellstahlrohren ausgeführt.

Bauelemente[Bearbeiten]

Einzelne Bauelemente einer Brücke werden beispielhaft anhand einer Straßenbrücke aufgezählt. Andere Brückenarten haben manche Teile nicht, dafür wiederum zusätzlich andere (vergleiche feste und bewegliche Brücken). Auch besitzt nicht jede Straßenbrücke alle Bauelemente, sondern sie werden für jede Brücke nach den Erfordernissen vom Planer ausgewählt.

Überbau[Bearbeiten]

Der Überbau besteht aus der Fahrbahnplatte, den Hauptträgern sowie etwaigen Kragarmen und Querträgern. Der Überbau trägt die Lasten zu den Unterbauten ab.

Widerlager einer Eisenbahnbrücke

Unterbauten[Bearbeiten]

Als Unterbauten einer Brücke bezeichnet man Widerlager und Pfeiler. Die Unterbauten nehmen die Lasten des Überbaus auf und leiten diese in die Gründung ab.

Widerlager

Widerlager befinden sich üblicherweise an den Enden einer Brücke und bilden den Übergang vom Erddamm zum Brückenüberbau. Sie übertragen die Überbaulasten auf die Gründung und nehmen den Erddruck auf die Rückseite des Widerlagers auf.

Mittelunterstützung

Die Mittelunterstützungen verringern die Stützweite des Überbaus zwischen den Widerlagern und ermöglichen damit eine geringere Bauhöhe. Sie leiten entsprechend den Stützweiten Teile der Überbaulasten in den Baugrund. Die Mittelunterstützungen werden meist als Einzelpfeiler oder Pfeilerscheiben ausgeführt. Bei Schrägseil- oder Hängebrücken wird die Mittelunterstützung durch ein Hochhängen der Brückenlasten beansprucht. In diesem Fall spricht man von einem Pylon.

Gründung[Bearbeiten]

Die Gründung der Widerlager und Mittelunterstützungen und Abtragung der Brückenlasten erfolgt mit Flachgründungen (Streifenfundamente, Fundamentplatten) oder Tiefgründungen (Bohrpfähle, Rammpfähle oder Brunnen).

Kämpfer

Kämpfer ist eine besondere Bezeichnung eines Widerlagers bei einer Bogenbrücke.

Lager[Bearbeiten]

Rollenlager

Die Lager einer Brücke sind die Kontaktpunkte zwischen Über- und Unterbau. Sie müssen so beschaffen sein, dass sie die erforderlichen Dreh- und Kippbewegungen sowie Verschiebungen ermöglichen und eine zwängungsarme Übertragung der Auflagerkräfte ermöglichen.

Lager aus Stahl

Stahllager gibt es als feste Linienkipplager oder als bewegliche Linienlager (Rollenlager). Da in der Vergangenheit zahlreiche Schäden aufgetreten sind, werden diese heute bei Brückenneubauten in Deutschland nicht mehr eingesetzt. Rollenlager bestehen aus Stahlzylindern, die seitlich gehalten werden und Lagerplatten, ebenfalls aus Stahl. Sie können große Bewegungen der Brücke ausgleichen.

Elastomerlager
Elastomerlager

Elastomerlager sind Verformungslager, d. h. sie übertragen die Kräfte über die Verformung des Elastomers. Sie bestehen aus einem flexiblen alterungsbeständigen Kunststoff, in den bei bewehrten Lagern Stahlplatten eingearbeitet sind, welche die Druckfestigkeit und Inkompressibilität erhöhen. Die Verformungslager sind allseits beweglich und erlauben die Aufnahme horizontaler und vertikaler Lasten bei gleichzeitiger Verdrehung um drei Achsen und bei gleichzeitiger Verschieblichkeit in zwei Richtungen. Die Verschieblichkeit in horizontaler Richtung kann durch die Anordnung von Festhaltekonstruktionen aus Stahl verhindert werden. Das Elastomerlager kann nicht so große Bewegungen wie ein Rollenlager aufnehmen, ist jedoch wartungsärmer, weil die Stahlbleche nicht mit Luft und Feuchtigkeit in Berührung kommen und deshalb korrosionsgeschützt sind und keine beweglichen Teile vorhanden sind. Bei größeren Verformungen benutzt man das Verformungsgleitlager, bei welchem das Elastomerlager mit einer zusätzlichen Gleitschicht versehen ist.

Lager aus Beton

Durch entsprechende Dimensionierung und Geometrie als Betongelenk kann Stahlbeton auch Verdrehungen aufnehmen und so als unverschiebliches Lager wirken.

Fahrbahnübergänge[Bearbeiten]

Übergangskonstruktion mit Rautenelementen zum verbesserten Lärmschutz

Der Überbau einer Brücke verformt sich in Längsrichtung infolge Temperaturwechsel und Längskräften aus Bremsen des Fahrzeugverkehrs sowie bei Spannbetonbrücken zusätzlich durch die Vorspannung und das Kriechen und Schwinden des Betons. Diese Verformungen treten am Widerlager nicht auf und müssen daher durch eine Übergangskonstruktion ausgeglichen werden. Außerdem sollen die Fahrbahnübergänge ein sicheres Überqueren auch bei hohen Geschwindigkeiten ermöglichen.

Auf den seitlichen Gehwegen im Bereich der Kappen oder Gesimse ist dieser Fugenspalt mit einem Abdeckblech zu belegen oder durch geeignete Fugenprofile bündig abzuschließen. Das Abdeckblech wird entsprechend DIN EN 10088 aus nicht rostendem Stahl gefertigt.[11]

Kappen (de) − Randbalken / Gesimse (at) – Konsolköpfe (ch)[Bearbeiten]

Die Stahlbetonkappen werden nachträglich erst nach dem Ausschalen der Fahrbahnplatte und nach Herstellung der Abdichtung zusammen mit dem Gesims aufbetoniert. So können Maßungenauigkeiten im Kragarm des Überbaus verdeckt werden. Die Kappen sind mit dem Überbau durch eine Anschlussbewehrung oder durch Telleranker kraftschlüssig verbunden. In Österreich werden häufig sogenannte Brückenanker mit Ringmutter eingesetzt. Auf den Kappen werden Geländer sowie je nach Bedarf Schutzplanken und Lärmschutzwände befestigt. Die Kappen sind üblicherweise aus frost- und tausalzbeständigem Luftporenbeton hergestellt. Sie werden hydrophobiert oder beschichtet, wenn dies beispielsweise wegen einer Nutzung als Geh- und Radweg erforderlich ist. Die Kappen dienen auch der Sicherung des Verkehrsraumes. Im innerstädtischen Bereich sind die Kappen meist gleichzeitig Geh- und/oder Fahrradweg und sichern diese durch einen 15 cm hohen Schrammbord vor einem abirrenden Kraftfahrzeug. Im Normalfall sind die Kappen gegenüber der Fahrbahn nur um 7 cm erhöht und sichern durch darauf angeordnete Distanzschutzplanken den Verkehr.

Fahrbahnbelag und Abdichtung[Bearbeiten]

Schematischer Aufbau eines Brückenbelages nach ZTV-ING
Fahrbahnbelag

Der Fahrbahnbelag hat heutzutage in Deutschland einen dreiteiligen Aufbau aus Abdichtung, Schutzschicht und Deckschicht. Die ca. 2 cm starke Dichtungsschicht besteht aus Bitumen-Schweißbahnen (mit oder ohne Metallkaschierung) und schützt den Brückenüberbau vor dem Eindringen von Oberflächenwasser, Frost und Tausalz. Ein auf die Überlappungsstöße gelegtes Abdeckband verhindert das Eindringen von Deck- und Klebemassen in die Schutzschicht. Die ungefähr 4 cm starke Schutzschicht besteht aus Gussasphalt oder Walzasphalt und dient dem Schutz der Abdichtung vor mechanischer Beanspruchung aus dem Verkehr und vor Witterungseinflüssen. Auf die Schutzschicht wird zur unmittelbaren Abtragung der Fahrbahnlasten eine ungefähr 4 cm starke Deckschicht aus Asphaltbeton aufgebracht. Auf untergeordneten privaten Wegen, wie Forstwegen oder Hauszufahrten, werden auch Fahrbahnbeläge aus Holz verwendet, bei alten Brücken (wie etwa Römerbrücken) wurde Naturstein verwendet.

Entwässerung

Die Entwässerung soll das anfallende Oberflächenwasser rasch und vollständig ableiten, und zwar nicht nur aus Gründen der Verkehrssicherheit, sondern auch damit der Belag möglichst rasch austrocknen kann. Im Regelfall wird das Wasser über ein Entwässerungssystem in Regenüberlaufbecken abgeleitet.

Ausrüstung[Bearbeiten]

Geländer

Brückengeländer dienen als Absturzsicherung für Fußgänger oder Radfahrer. Die Geländer sind aus Stahl oder Aluminium und haben bei Absturzhöhen von weniger als 12 m eine Mindesthöhe von 1,0 m, bei größeren Absturzhöhen beträgt die Mindesthöhe 1,1 m. Neben Radwegen ist in Deutschland eine Geländerhöhe von mindestens 1,2 m vorgeschrieben (nach den „Empfehlungen für Radverkehrsanlagen“ 1,30 m). Bei Straßenbrücken mit mehr als 20 m Länge enthält der dann zweiteilige Handlauf zusätzlich ein Drahtseil.

Distanzschutzplanken (de) – Leitplanken / Leitschienen (at)

Leitplanken oder Distanzschutzplanken dienen als Absturzsicherung für Kraftfahrzeuge oder zur Sicherung der Gegenfahrbahn gegen ein Ausbrechen von Fahrzeugen. Diese werden aus Stahl gefertigt, in Österreich teilweise auch aus Aluminium. Jedoch ist die Verwendung von Aluminium nicht unproblematisch, weil dieses mit der Zeit versprödet und es dadurch bei Unfällen nicht selten zu schweren und schwersten Körperverletzungen kommt. Deshalb werden in Österreich keine neuen Leitplanken mehr aus Aluminium aufgestellt und bestehende Leitplanken ausgetauscht. Als Alternative zu den Distanzschutzplanken werden in Deutschland auf Autobahnbrücken auch Betonschutzwände zur Fahrbahnbegrenzung vorgesehen.

Spezielle Ausrüstungen[Bearbeiten]

Bei manchen Brücken findet man außergewöhnliche Installationen. So trägt der Pylon der Neuen Brücke (Bratislava) ein Turmrestaurant. Andere Brückenpfeiler von Hängebrücken tragen Sendeantennen. Bei elektrifizierten Eisenbahnstrecken müssen bei allen Brückenbauwerken aufgrund der spannungsführenden Oberleitungen aus Sicherheitsgründen Bauteile aus elektrisch leitendem Material geerdet sein.[12]

Im Rahmen eines Pilotprojektes wurde am 20. Oktober 2011 die erste Brücke Deutschlands mit einer beheizbaren Fahrbahn in Berkenthin in Schleswig-Holstein über den Elbe-Lübeck-Kanal eingeweiht. Unter Nutzung der Erdwärme wird Wasser mit einer Temperatur von 11 °C aus 80 Meter Tiefe verwendet. Ziel des Projektes ist es, die Unfälle durch Glätte zu reduzieren. Spezielle Bedingungen in Berkenthin sorgen dort während der Dämmerung für einen häufigen Wechsel zwischen Frost und Tau. Der Brückenneubau kostete ca. 9,7 Mio. €, wovon rund 1 Mio. € auf die Geothermieanlage entfallen.[13]

Freileitungen auf Brücken[Bearbeiten]

Oberleitungsmaste und Maste für Fernsprechfreileitungen auf Brücken sind nichts ungewöhnliches. Oft werden bei Fachwerkbrücken mit untenliegender Fahrbahn an der Fachwerkkonstruktion Querträger für die Aufnahme der Leitungen installiert. Allerdings gibt es auch Brücken, die Freileitungen des Verbundnetzes tragen, wie die Storstrømsbroen.

Sonstige Begriffe[Bearbeiten]

Bezeichnungen

Wichtige Begriffe einer Brücke sind unter anderem:

  • Stützweite oder auch Spannweite: die Länge zwischen zwei Auflagerpunkten in Brückenlängsrichtung
  • lichte Weite: der Abstand zwischen den begrenzenden Bauteilen, wie Pfeiler oder Widerlager, einer Brückenöffnung
  • lichte Höhe: die Strecke zwischen Untergrund und Tragwerksunterkante
  • Bauhöhe: Maß von Konstruktionsunterkante bis Fahrbahn-/Schienenoberkante
  • Konstruktionshöhe: Maß von Konstruktionsunterkante bis -oberkante
  • Kreuzungswinkel: Winkel zwischen den Achsen der kreuzenden Objekte (angegeben in Neugrad)

Brückeninstandhaltung[Bearbeiten]

Die Brückeninstandhaltung besteht zum einen aus der Bauwerksüberwachung und -prüfung. Dies ist in Deutschland in der DIN 1076 geregelt und umfasst eine laufende Überwachung alle drei bis sechs Monate, eine einfache Prüfung oder Kontrolle alle zwei bis drei Jahre sowie eine Hauptprüfung alle sechs bis zehn Jahre. Zum anderen besteht die Bauwerksinstandhaltung aus der Bauwerkserhaltung mit der Wartung und Pflege der Bauwerke sowie der Instandsetzung der Bauwerke. In Deutschland fallen heute höhere Instandhaltungs- als Neubaukosten an.[14] Nach einer Studie des KIT kann die Lebensdauer von geschweißten Stahlbrücken durch eine Nachbehandlung der Schweißnahtübergänge deutlich verlängert werden.[15]

Es gibt verschiedene Methoden, um den Zustand von Brücken zu überwachen. Zum Beispiel können für eine Langzeitüberwachung beim Bau einer Brücke Beschleunigungsaufnehmer in die Struktur integriert werden. Eine andere Möglichkeit ist die berührungslose Zustandskontrolle, die auf dem Doppler-Effekt basiert.[16][17] Der Laserstrahl eines Laser Doppler Vibrometers wird auf die Oberfläche des Messobjekts gerichtet. Die Frequenz des von der Oberfläche zurückgestreuten Lichts wird durch die Bewegung der Brücke verändert (Doppler-Verschiebung). Durch einen interferometrische Auswertung kann somit aus dem von der Objektoberfläche zurückgestreuten Licht die Schwinggeschwindigkeit oder Verschiebung am Messpunkt genau ermittelt werden.[18]

Nach Angaben der Deutschen Bahn seien von 25.000 Eisenbahnbrücken 9.000 älter als 100 Jahre. 1.400 Brücken müssten dringend saniert werden. (Stand: 2013)[19]

Autobahnbrücke aus Stahl-Hohlkastenprofilen, an der zur Lebensdauerverlängerung eine Schweißnahtnachbehandlung durchgeführt wurde

Herstellung[Bearbeiten]

Brücken können an Ort und Stelle gebaut, an einem anderen Ort hergestellt und z.B. mittels Schiff transportiert oder an der Baustelle hergestellt und in ihre endgültige Lage eingeschoben werden.

Beim Einschieben, in Längs- oder Querrichtung, werden hydraulische Pressen verwendet, wie z.B. im Juni 2013 in Viersen,[20] 2003 in Krefeld, in Tutzing (Bahnstrecke München–Garmisch-Partenkirchen)[21] und Juni 2011 in Metzingen (4110 Tonnen schwere Stabbogenbrücke mit einer lichten Weite von 68 Metern).[22]

Betonbrücken mit geringer Höhe über Gelände können kostengünstig mit einem Lehrgerüst hergestellt werden. Bei mehrfeldrigen Brücken wird der Überbau meist abschnittsweise betoniert, wozu ein Lehrgerüst oder bei hohen Brücken ein Vorschubgerüst verwendet werden kann.

Vorschubrüstung für Plattenbalken

Vorschubgerüste sind Gerüste, die sich selbstständig von einem Brückenfeld zum nächsten verschieben. Anwendung finden diese Art von Gerüsten vor allem bei Brücken mit wechselnden Kurvenradien, unterschiedlichen Steigungen, wechselnden Stützweiten und bei Eisenbahnbrücken, die aus einer Kette von Einfeldträgern bestehen.

Taktschiebebrücke Talbrücke Weißa

Sonst werden längere Spannbetonbrücken, Durchlaufträger mit regelmäßigen Stützenabständen und Hohlkastenquerschnitt, oft mit dem weit verbreiteten wirtschaftlichen Taktschiebeverfahren hergestellt (Taktschiebebrücken).

Freivorbauverfahren bei der Pierre-Pflimlin-Brücke

Bei großen Stützweiten findet man auch Freivorbaubrücken, insbesondere zum Überbauen von breiten Gewässern. Dabei wird am frei auskragenden Ende der jeweils folgende Bauabschnitt angefügt. Insbesondere bei Stahlbrücken oder Verbundbrücken kann der Überbau aus Stahl oft mit Hebegräten, wie einem Autokran oder Winden, montiert werden.

Fertigteilsegment

Daneben gibt es im Spannbetonbau auch noch die Möglichkeit, eine Brücke mit Fertigteilen zu bauen. Dies geschieht in Deutschland vor allem bei Autobahnüberführungen, bei denen die Brückenträger vorproduziert werden und die Fahrbahnplatte nur noch darauf betoniert werden muss. Dagegen ist außerhalb von Deutschland der Brückenbau mit Fertigteilquerschnittssegmenten sehr weit verbreitet. Dabei wird die Brücke durch das Aneinanderfügen und Verspannen von einzelnen vorproduzierten Querschnittselementen hergestellt. Ein Stahlbetonbogen kann beispielsweise im abgespannten Freivorbau oder mit einem freitragenden Holzlehrgerüst errichtet werden.

Das mittlere Alter der Brücken über Autobahnen und Bundesstraßen in Nordrhein-Westfalen beträgt nach dem Landesbetrieb Straßenbau 32 Jahre und 42 Jahre bei den Brücken über Landesstraßen. Sie haben damit, bei einer Lebensdauer von 80 bis 100 Jahre, die Hälfte der Nutzungsdauer erreicht.[23]

Brücke als Symbol[Bearbeiten]

Brücken auf den Rückseiten aller Euro-Banknoten als Symbole der Verbindung über trennende Grenzen hinweg und des Übergangs

Die Brücke ist ein weit verbreitetes Symbol für die Überwindung von Gräben und die Verbindung über trennende Grenzen hinweg.[24] Daran knüpfen sowohl die Bezeichnung des römischen Papstes als „Pontifex Maximus“ (Oberster Brückenbauer) als auch die Wahl der Brücke als Symbol kirchlicher oder sozialer Einrichtungen mit Dialogauftrag (Evangelische Akademie Bad Boll) an. Den Aufbruch zu neuen Ufern sollte der Name der expressionistischen Künstlergruppe Die Brücke anfangs des 20. Jahrhunderts symbolisieren. Auf der Rückseite jeder Eurobanknote ist ebenfalls eine Brücke als einendes Symbol der Gemeinschaft abgebildet.

Zugleich und infolge der zunehmenden Bau- und Verkehrssicherheit heute weniger im Vordergrund steht das Motiv der Brücke auch für das mit Angst besetzte Beschreiten gefährlicher Wege. Brücken können einstürzen, wirken manchmal wackelig oder wenig Vertrauen erweckend, führen über gefährliche Abgründe und stehen für das Betreten von Neuland. Das Begehen einer Brücke ist mit der Gefahr eines Absturzes verbunden; in früheren Zeiten war es daher oft der Baumeister, der zum Beweis der Stabilität die Brücke als erster überschreiten musste. Im Mittelalter entstanden auch Brückensagen, wenn es beim Bau der Brücke nicht mit rechten Dingen oder gar mit dem Teufel zugegangen sein soll. Brücken galten zudem als bevorzugter Ort für Überfälle durch Wegelagerer.

Die Tatsache, dass Wohnungslose gelegentlich den öffentlichen Raum unter Brückenauffahrten als Schutz- und Wohnquartier nutzen, hat dazu geführt, dass die Redensart unter Brücken hausen zum bildhaften Ausdruck für Obdachlosigkeit im urbanen Umfeld geworden ist.

Brücken in der Kunst[Bearbeiten]

Bildenden Kunst[Bearbeiten]

Nepomuk als Brückenheiliger in Limburg an der Lahn

In der christlichen Heiligenverehrung deutet die Brücke als Attribut auf die Hinrichtungsart eines Märtyrers hin, der von einer Brücke gestürzt wurde. Bekanntester Vertreter ist der heilige Nepomuk, der auch als Schutzpatron der Brücken gilt. Ein anderes bekanntes Beispiel ist der heilige Florian. Solche Märtyrer, aber auch andere Heilige, wurden in der Vergangenheit angerufen, um sich vor der mit dem Überschreiten einer Brücke häufig assoziierten Gefahr zu schützen. Oft wurden sie als Standbilder auf Brücken aufgestellt und dann auch als Brückenheilige bezeichnet.

Davon leitet sich die redensartliche Bezeichnung einer Person als Brückenheiliger ab, die bei Wind, Wetter oder anderen Gefahren an exponierter Stelle allen Unbilden zum Trotz aushält und unbeweglich als unbeteiligter Beobachter dasteht, ohne einer erkennbaren Tätigkeit nachzugehen oder deutlich Stellung zu dem sie umgebenden Geschehen zu beziehen.

Musik[Bearbeiten]

In Liedgut und Musik steht das Motiv der Brücke meist symbolisch für die Überwindung von Schwierigkeiten oder die Lösung mehr oder weniger schwerwiegender Probleme. Dies gilt sowohl in der englischen Liedliteratur, wo Simon and Garfunkel von einer „Bridge over Troubled Water“ singen, als auch im deutschsprachigen Repertoire. Mehr oder weniger bekannte Beispiele sind die Titel Über sieben Brücken musst du gehn von der Gruppe Karat, auch gesungen von Peter Maffay, oder auch Über jedes Bach’l führt a Brückerl von Stefanie Hertel. Pur fordern neue Brücken, um die Kluft zu überwinden, die durch Rassismus und Fremdenhass entsteht, während sich die Red Hot Chili Peppers „under the bridge“ befinden. Bei Joy Fleming heißt es „ein Lied kann eine Brücke sein“ und in ihrem Neckarbrückenblues geht es „iwwer die Brick“. Eine politisch verbindende Brücke hat Walter Mossmann ab 1975 in seinem Bruckelied besungen: die Brücke zwischen Wyhl und Marckolsheim, die bei den Protesten gegen das bei Wyhl geplante AKW eine wichtige Rolle gespielt hat.

Übergänge zwischen einzelnen Teilen eines Liedes oder Interpretationen (beispielsweise rein instrumental gespielte Parts zwischen vokalen Parts) werden Bridge genannt (übersetzt „Brücke“, aber als deutsches Wort nicht in Gebrauch), wobei Wechsel von Rhythmus oder Harmonien möglich sind, siehe dazu Bridge (Musik).

Literatur[Bearbeiten]

Drinabrücke (um 1900)

Auch in der Literatur ist die Brücke ein beliebtes Motiv. Das reicht von Balladen (Theodor Fontanes Die Brück’ am Tay) zu Romanen (Ivo Andrić: Die Brücke über die Drina; Die Brücke von San Luis Rey von Thornton Wilder) bis hin zu bekannten Zitaten:

«La majestueuse égalité des lois interdit aux riches comme aux pauvres de coucher sous les ponts, de mendier dans la rue et de voler du pain.»

„Die erhabenen Gleichheit vor dem Gesetz verbietet es Reichen wie Armen, unter Brücken zu schlafen, auf Straßen zu betteln und Brot zu stehlen.“

Anatole France: Le lys rouge (Die rote Lilie), 1894

Film[Bearbeiten]

Auch zahlreiche Filme haben Brücken als zentrales Motiv. Aufgrund ihrer Strategischen Bedeutung befassen sich besonders Kriegsfilme mit Brücken. Beispiele sind die im Zweiten Weltkrieg spielenden Werke Die Brücke von Remagen, oder Die Brücke von Arnheim. In Deutschland wurde der Name „Die Brücke“ von einem DEFA-Spielfilm, Bernhard Wickis Antikriegsfilm und dessen Remake verwendet. Weitere Kriegsfilme zum Thema: Die Brücken von Toko-Ri und Die Brücke am Kwai (nach einem gleichnamigen Roman von Pierre Boulle).

Standortwahl[Bearbeiten]

Bei der Auswahl von Brückenstandorten werden heute neben ästhetischen und funktionellen Gesichtspunkten auch ökologische Kriterien berücksichtigt. Die Auswahl des Standorts einer Brücke sowie einer dazu passenden Bauform kann ein schwieriger politischer Prozess sein, wie das Beispiel des Dresdner Brückenstreits um die Waldschlößchenbrücke zeigt.

Bilder[Bearbeiten]

Siehe auch[Bearbeiten]

nach Flussnamen:

Deutschlandweit

Literatur[Bearbeiten]

  • David J. Brown: Brücken – Kühne Konstruktionen über Flüsse, Täler, Meere. Callwey-Verlag, München 1994, ISBN 3-7667-1114-8.
  • Eugen Brühwiler, Christian Menn: Stahlbetonbrücken. Springer-Verlag, Wien 2003, ISBN 3-211-83583-0.
  • Dirk Bühler: Brückenbau im 20. Jahrhundert. DVA, 2004, ISBN 3-421-03479-6.
  • Richard R. Dietrich: Faszination Brücken. Baukunst – Geschichte – Technik. Callwey, München 1998, ISBN 3-7667-1326-4.
  • Fritz Leonhardt: Brücken. Deutsche Verlags-Anstalt, 2002, ISBN 3-421-02590-8.
  • Alfred Pauser: Massivbrücken – ganzheitlich betrachtet. Geschichte, Konstruktion, Herstellung, Gestaltung. Österreichische Vereinigung für Beton und Bautechnik (für Österreich). Verlag Bau + Technik (für Deutschland), 2002, ISBN 3-7640-0431-2.
  • Frank Tönsmann (Hrsg.): Brücken. Historische Wege über den Fluss. 13. Kasseler Technikgeschichtliches Kolloquium. Kassel University Press, Kassel 2006, ISBN 3-89958-117-2. (Volltext)
  • Lucien F. Trueb: Betonbrücken – Symbiose von Ingenieurwissenschaft und Kunst. In: Naturwissenschaftliche Rundschau. 57 (10) 2004, ISSN 0028-1050, S. 537–543.
  • Silvia Koci Montanari: Die antiken Brücken von Rom. Schnell & Steiner, Regensburg 2006, ISBN 3-7954-1814-3.
  • Christian Brensing (Hrsg.): Zwei Brücken - Bernhard Schäpertöns. JOVIS, Berlin 2010, ISBN 978-3-86859-083-8.

Weblinks[Bearbeiten]

 Wiktionary: Brücke – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
 Commons: Brücken – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
 Commons: Brücken als Wappensymbol – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
 Wikiquote: Brücke – Zitate

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Website palafittes.org: Fundstellen Schweiz im UNESCO-Weltkulturerbe, abgerufen am 11. August 2011
  2. whc.unesco.org Prehistoric Pile dwellings around the Alps: Rapperswil-Jona/Hombrechtikon–Feldbach (CH-SG-01), Rapperswil–Jona–Technikum (CH-SG-02), Freienbach–Hurden–Rosshorn (CH-SZ-01), abgerufen am 10. Februar 2013
  3. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-FormatMenai Strait Bridges. Warren Kovach, abgerufen am 6. August 2009.
  4. a b Mike Schlaich, El Araby El Shenawy: Extradosed Brücken – Tragverhalten und Einstellen der Seilkräfte für ständige Lasten. In: Bautechnik. Vol. 90, Juli 2013, S. 410–420. (Abstract)
  5. DB Netze (Hrsg.): Leitfaden Gestalten von Eisenbahnbrücken. 1. Auflage. 2008, S. 34 f.
  6. Pendelpfeiler. In: Meyers Konversations-Lexikon. 6. Auflage
  7. Bildergalerie, Universität Fukuoka
  8. „Holzbrücke aus Fachwerk, über die die Welt staunt“, holzland.de
  9. Suspension Bridges – How the Inca Leapt Canyons. In: New York Times. 8. Mai 2007.
  10. Composite bridges auf DSM, abgerufen am 24. Januar 2012.
  11. DIN EN 10088-4:2009-08: Nichtrostende Stähle – Teil 4: Technische Lieferbedingungen für Blech und Band aus korrosionsbeständigen Stählen für das Bauwesen; Deutsche Fassung EN 10088-4:2009.
  12. Fußgänger trifft der Schlag. In: Der Tagesspiegel. 7. Oktober 2008.
  13. Sicher durch den Winter: Berkenthin hat jetzt beheizte Brücke. auf: HL-live.de, 20. Oktober 2011.
  14. Martin Bauer; F. Ritter and Georg Siegmund: High-precision laser vibrometers based on digital Doppler signal processing", Proc. SPIE 4827, Fifth International Conference on Vibration Measurements by Laser Techniques: Advances and Applications, 50 (May 22, 2002); doi:10.1117/12.468166
  15. [1] KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft, Lebensdauerverlängerung bestehender und neuer geschweißter Stahlkonstruktionen, Studie
  16. Horst Falkner: Monitoring im Bauwesen. (PDF; 1,1 MB) In: Der Prüfingenieur. Jg. 2004, Heft 4, S. 41.
  17. Uwe Friebe, Gert Gommola: 90 Jahre Brückenmesswesen bei der Eisenbahn in Deutschland. In: Messtechnik im Bauwesen. Ernst & Sohn Special 2013, S. 36.
  18. http://www.tac-atc.ca/english/annualconference/tac2011/docs/s3/schmieder.pdf Rapid Non-Contact Tension Force Measurements on Stay Cables
  19.  Bahn stockt Zahl der Fahrdienstleiter auf. In: Stuttgarter Zeitung. 2. September 2013, S. 7.
  20. Brückeneinschub startet verspätet. auf: rp-online.de, 6. Juni 2013.
  21. Brücke eingebaut. auf: sueddeutsche.de, 26. September 2012.
  22. Brücke landet auf dem Punkt. auf: swp.de, 27. Juni 2011.
  23. Brückentag: Arbeiten in der Kohlfurth starten; Lebensdauer von Brücken. In: Westdeutsche Zeitung. (online), 20. November 2008.
  24. Joachim Stiller: Die Brücke als Symbol. pdf-Datei
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Dieser Artikel wurde am 15. Juni 2006 in dieser Version in die Liste der lesenswerten Artikel aufgenommen.