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Beton

05.04.2004

Im Brücken- wie auch im Tiefbau bewährt sich Beton als Baustoff. Österreichs Bauwirtschaft kann auf eine Vielzahl von innovativen Projekten verweisen.

Für Fertigteile aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton sowie für Tragwerke, die daraus – für vorwiegend ruhende Belastung – hergestellt werden, gilt in Österreich die ÖNorm B 4705.
Sie betrifft Fertigteile aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton mit geschlossenem Gefüge und für daraus – nach reiner Fertigteilbauweise oder in Verbindung mit anderen Bauweisen (Ortbeton, Stahl, Mauerwerk) – errichtete Tragwerke. Damit sind allgemeine Anforderungen an die Herstellung, Bauvorlagen, Grundsätze für die bauliche Durchbildung sowie Lagerung, Transport und Montage (Zusammenbau) von Fertigteilen festgelegt. Der Einsatz von Beton ist vielfältig. Vor allem im Straßen-, Brücken- und im Tunnelbau bewährt sich der Baustoff.
Der Vollausbau der Kremser Schnellstraße (S 33) zwischen Traismauer Nord und Traismauer Süd zeigt den Einsatz von Beton als bauliche Verkehrssicherheitsmaßnahme. Die Asfinag errichtet eine Mitteltrennung aus Beton in Form eines „Baustellen-Fahrbahntrenn-Systems“ in dem rund acht Kilometer langen Teilstück zwischen Pottendorf und Traismauer Süd. Baukosten für die derzeitige Sofortmaßnahme: rund 300.000 Euro. Franz Lückler, Vorstandsdirektor Asfinag: „Mit diesem System wird ein Überfahren der doppelten Sperrlinie zwar nicht komplett verhindert, aber bei Sekundenschlaf oder unabsichtlicher Fehllenkung wird der Fahrer durch die starke Unebenheit sofort gewarnt und kann Gegenmaßnahmen ergreifen. Zusätzlich sind mit dieser Art von Mitteltrennungen Unfälle auf derselben Richtungsfahrbahn aufgrund starrer Mitteltrennungen verhinderbar.“ Die Gesamtkosten des Vollausbaues werden rund 50 Millionen Euro betragen. Die Einnahmen durch die Vignette, Streckenmauten sowie aus der neuen Lkw-Maut sollen diese Sicherheitsmaßnahme finanzieren.

Innovativer Brückenbau
Die meisten Brücken in Österreich werden aus Beton gebaut. Die Fundamente übertragen Eigengewicht und Lasten auf den Baugrund. Auf ihnen ruhen die Pfeiler, die an den Bauwerksenden als Widerlager auch Schubkräfte aufnehmen müssen. Das Tragwerk überträgt Verkehrslasten und Eigengewicht auf die Pfeiler und Widerlager. Eine Brücke hat eine Lebenszeit von 100 Jahren. Experten für Brückenbau, Hochbau- und Bauingenieure planen und berechnen das Bauwerk. Architekten, Bauphysiker, Schallschutzexperten, Geotechniker wie auch Landschaftsplaner sind an der Planung und dem Bau einer Brücke beteiligt. Die Umweltverträglichkeit und die Wirtschaftlichkeit des Projekts wird überprüft.
Bauingenieure konstruieren die Brücke, die Stärke der tragenden Teile, je nach Verwendungszweck der Brücke, und berechnen zum Beispiel, wie viele Autos über die Brücke fahren können. Nach der Planung der Grundvoraussetzungen – Höhe und Anzahl der Brückenpfeiler, Spannweite, reale Breite und Nutzbreite – müssen auch noch Belag, Fahrspuren, eventuell Fuß- und Gehwege wie auch das Brückenentwässerungssystem überlegt werden. Bei der Planung und Berechnung einer Brücke müssen auch Erschütterungen und Schwingungen je nach geplantem Verwendungszweck berücksichtigt werden.
Die längste Brücke der Welt ist die Akashi-Kaikyo-Brücke im japanischen Kobe mit einer Spannweite von 1.990 Meter und einer Länge von fast vier Kilometer. Die Spannweite beschreibt ein durchgehendes Teil ohne Stützen, die meisten Brücken bestehen aus mehreren Teilen. Die längste Brücke in Österreich ist die Tauernautobahn-Brücke mit vier Kilometern (mehreren Teilen), in Wien ist die Praterbrücke, mit 413 Metern, die längste Brücke. Die älteste Brücke in Wien ist der Konstantinsteg im Prater (1873).
Das spektakulärste Brückenprojekt in Österreich ist die Praterbrücke. Trotz Aufrechterhaltung des Verkehrs wurde die Brücke um 1,80 Meter angehoben. Sie wurde der Länge nach zerteilt, gehoben und nachher wieder zusammengesetzt. Damit wurde eine Schiffsdurchfahrtshöhe von acht Meter erreicht. Die zuvor errichtete Donaustadtbrücke diente als Ausweichbrücke während der Hebung der Praterbrücke. Sie wurde zugleich für eine U-Bahn-Linie konzipiert.

Beton & Sicherheit
Dass sich auch im Tiefbau spürbare Rationalisierungserfolge durch neue Beton-Schalungsmethoden erzielen lassen, zeigt der Bauabschnitt der österreichischen Autobahn A 8, der Innkreis-autobahn in der Nähe von Steinhaus bei Wels (Oberösterreich), wo das Schalungsunternehmen Doka mit der Strabag AG eine Unterflurtrasse errichtete. Die Schalungstechnik hat sich in den vergangenen zwei Jahrzehnten schwerpunktmäßig mit der Optimierung von Schalungsabläufen im Hochbau beschäftigt: Kletter-schalungs- und Selbstkletterschalungssysteme wurden verfeinert, Schalungsverfahren zur Herstellung von Ortbetondecken beschleunigt, Schalungsplanungssysteme entwickelt. Das Ergebnis: schnellere Schalungsarbeiten und geringerer Stundenaufwand je Quadratmeter sowie kürzere Bauzeiten. Alle 800 Meter wurden Fluchtstiegen errichtet. Alle 400 Meter sind Sicherheitsnischen in jeder Fahrtrichtung eingeplant. Fluchttüren in der Mittelwand erlauben im Notfall einen Wechsel in die andere Tunnelzelle, ebenfalls im Abstand von 400 Meter.
Die Österreichische Autobahnen- und Schnellstraßen AG (ÖSAG) hat sich vor allem aus Umweltschutzgründen für eine Unterflurtrasse entschieden. Der Bau des 2.334 Meter langen und 21,15 Meter breiten, doppelreihigen Tunnels erforderte den Erdaushub von 500.000 Kubikmeter, die Verarbeitung von 10.000 Tonnen Bewehrungsstahl und das Einbringen von 100.000 Kubikmeter Beton. Rund 140.000 Quadratmeter Fläche mussten hierbei verschalt werden. Wolfgang Lindlbauer, Zivilingenieur für Bauwesen, war mit der Planung beauftragt, der sich gemeinsam mit dem Bauherren für eine monolithische Ausführung entschied. Dabei wurde ein jeweils 24 Meter langer Abschnitt im Fullround-Verfahren errichtet: Bodenplatte, Wände und Decke wurden in einem hergestellt. Weil der Tunnel im Grundwasser stand, wurde er als „Weiße Wanne“ hergestellt – also als dichter Betonkörper ohne zusätzliche Außendichtung. Für den Selbstverdichtenden Beton (SVB) hat Doka ein neues Element entwickelt – das Framax-Universal-element SCC, mit besonderen Eigenschaften – selbsttätiges Entlüften, Fließen bis nahe dem Niveauausgleich und damit der Entbehrlichkeit von Verdichtungsarbeit. Für einen Bauabschnitt wurden rund 1.000 Kubikmeter Beton benötigt.

Beton & Brandschutz
An die 200 Tunnel gibt es in Österreich. Die meisten führen durch Berge oder Gebirge, immer mehr werden in offener Bauweise errichtet als Schutzmaßnahme für die Umwelt und die Anrainer. Das Thema Sicherheit in Tunnel ist nicht nur aufgrund der Unglücke in den letzten Monaten großgeschrieben.
Nicht zuletzt aufgrund der schweren Tunnelkatastrophen der vergangenen Jahre stieg der Sicherheitsaspekt in Tunnels an Bedeutung. Das Forschungsinstitut der Vereinigung der Österreichischen Zementindustrie (VÖZ) präsentierte vor wenigen Tagen aktuelle Ergebnisse, die eine besonders hohe Brandbeständigkeit von Beton ermöglichen: Beton wird mit Polypropylen-Fasern vermischt. „Beton kann in normalen Fertigungsanlagen gemischt. Damit wird die Sicherheit von Einsatzteams im Notfall deutlich verbessert“, so Johannes Steigenberger, VÖZ. Bei Bränden in Tunnels wirken hohe Temperaturen rasch auf die stützende Verkleidung der Tunnelröhren. Dadurch verdampft Feuchtigkeit, die sich im Beton befindet, noch bevor sie an die Oberfläche gelangt. Steigenberger: „Durch den hohen Dampfdruck im Inneren des Betons platzen Randschichten der betonierten Tunnelröhre explosionsartig ab.“ Das gefährdet vor allem Rettungsmannschaften. Das Feuer kann dadurch leichter die stützende Stahlarmierung der Tunnelröhre erreichen und Einstürze bewirken.
Der Einsatz von Fasern für Beton höchster Brandbeständigkeit vereint die Vorteile höchster Sicherheit mit einer deutlichen Kostensenkung gegenüber herkömmlichen Lösungen und wird bald zum Stand der Technik werden. Bisher wurden in besonders gefährdeten Tunnelabschnitten teure und aufwendige Brandschutzverkleidungen angebracht. Der neu entwickelte Beton wurde für den Lainzer Tunnel getestet wie auch bei der U-Bahnlinie U1. Leistungsfähige Ölbrenner erhitzten die Luft in einem eigens errichteten Tunnelmodell im Maßstab 1:1 bis zu einer Temperatur von 1200 Grad für eine Dauer von etwa 180 Minuten. Dabei konnte der wirksame Schutz vor Abplatzungen eindeutig bewiesen werden.

Innovation im Korrosionsschutz

Die chemischen Eigenschaften von Beton (z. B. hoher pH-Wert) bewirken durch den Aufbau und Erhalt einer Schutzschicht (Passivschicht) an der Stahloberfläche einen effektiven Schutz der Bewehrung gegen Korrosionsangriff. Dringt Chlorid (z. B. in Streusalzen) in den porösen Baustoff Beton ein und bis zur Stahlbewehrung durch, so wird die Schutzschicht lokal zerstört und Korrosion setzt ein. Der Korrosionsvorgang ist ein elektrochemischer Prozess. Durch die umgekehrte Anwendung des elektrischen Stroms kann die chemische Reaktion verlangsamt oder zum Stillstand gebracht werden. In der praktischen Anwendung wird die Bewehrung mit elektrischem Gleichstrom in einen chemischen Zustand versetzt, wo Korrosion nicht stattfinden kann. Das Pressbaumer Unternehmen V & C Kathodischer Korrosionsschutz
hat acht Brückenüberführungen auf der A2 Höhe Guntramsdorf mittels kathodischem Korrosionsschutz (Gleichstromeinspeisung verhindert Korrosion) erfolgreich saniert.
(vc-austria.com)

Autor/in:
Redaktion Bauzeitung
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