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Fußgänger- und Radwegbrücke: „Urbacher Mitte“ nach dem Konzept der „Stuttgarter Holzbrücke“

Das Remstal hat seit Mai drei weitere innovative Fußgänger- und Radwegbrücken in filigraner Holzbauweise. Anlässlich der Remstal Gartenschau 2019 erhielten die Gemeinden Weinstadt und Urbach drei neue Brücken, die erstmals nach dem Konzept der „Stuttgarter Holzbrücke“ konstruiert wurden.

Fußgänger- und Radwegbrücke _Birkelspitze Weinstadt_Montage_Schaffitzel Holzindustrie
Foto: Schaffitzel Holzindustrie GmbH + Co. KG

Die Stuttgarter Holzbrücke ist eine Fußgänger- und Radwegbrücke mit blockverklebtem Haupttragwerk aus Fichten-Brettschichtholz als getreppter Querschnitt. Eine Besonderheit ist dabei der sogenannte integrale Stoß, das heißt die Widerlager sind durch Betonrippenstähle integral und fugenlos angeschlossen - anders gesagt, dadurch kommen Holzbrücken ohne Dehnfugen am Übergang zu den Widerlagen aus und weisen eine höhere Lebensdauer auf. Ein weiteres Highlight ist das integrierte Monitoringsystem mit Hilfe dessen sich Feuchteveränderungen an der Brücke frühzeitig erkennen lassen.

Die längste integrale Holzbrücke weltweit

Fußgänger- und Radwegbrücke _Urbacher Mitte_Abbund_Schaffitzel Holzindustrie
Foto: Schaffitzel Holzindustrie GmbH + Co. KG

Das Brückentragwerk der „Urbacher Mitte“ überspannt den Urbach als einfeldrige, integrale Holzbrücke mit einer Gesamtlänge von etwa 38,20 m einschließlich der Widerlager. Die in Brückenachse gemessene Stützweite des Holzträgers beträgt ca. 30,00 m von Widerlager zu Widerlager. Der Überbau besteht aus einem blockverklebten Brettschichtholzträger, der sich im Querschnitt nach unten hin verjüngt. Der Holzbrückenkörper bindet sich monolithisch in die Stahlbetonwiderlager ein und ist somit als integrale Brücke ohne Lager- und Fugenkonstruktion konzipiert. Die Trägerhöhe wird dabei dem Kraftverlauf angepasst, was in der Ansicht eine geschwungene Form ergibt. Die Betonwiderlager greifen die Form des Holzquerschnittes auf und setzen diese bis in die Böschung fort.

Im Werk der Schaffitzel Holzindustrie wurden vorab 78 Betonrippenstähle mit 2,31 m bzw. 3,01 m Länge je Hirnholzfläche in den blockverklebten Brettschichtholzträger verpresst – die Einklebelänge im Holz beträgt 1,20 m. Die Betonrippenstähle enden in der Armierung der Widerlager der Brücke und werden dort fest einbetoniert. Dadurch musste der Brückenkörper auf den Zentimeter genau und im passenden Winkel abgebunden werden, um einen reibungslosen Einbau zu garantieren.

Weiter wurden die Stirnseiten des Blockträgers mit einer speziellen Hirnholzversiegelung zur dauerhaften Unterbindung des Feuchtetransportes über die Hirnholzflächen in den Träger geschützt. Die Stahlbetonwiederlager der Brücke wurden gemäß den Vorgaben aus dem Baugrundgutachten auf 15 m bis 18 m tiefen Mikropfählen gegründet. Die vertikalen und horizontalen Lasten werden durch die Bodenplatte in die Pfähle verteilt. Insgesamt wurden rund 45 m³ Brettschichtholz und 7 t Stahl für die Brücke verbaut.

Die Brücke Urbacher Mitte bindet damit rund 36,5 Tonnen Kohlendioxid (CO2) und leistet einen wichtigen Beitrag zur Erfüllung der Klimaschutzziele, denn Holz speichert dauerhaft CO2.

Fußgänger- und Radwegbrücke _Urbacher Mitte_Abbund_Schaffitzel Holzindustrie
Foto: Schaffitzel Holzindustrie GmbH + Co. KG

Eine konstruktiv geschützte Holzbrücke

Der Brückenbelag aus karbonbewehrten Betonplatten, sogenannte Textilbetonplatten, als Fertigteile wurde auf die bereits vorab im Werk angebrachte Stahlunterkonstruktion montiert. Textilbetonplatten bieten für einen zukunftsweisenden Brückenbelag zahlreiche Vorteile: schlanke Platten mit enormer Tragfähigkeit, geringes Eigengewicht und hohe Dauerhaftigkeit. Die Platten haben eine Stärke von 83-108 mm und eine Plattenbreite von etwa 3,20 m. Die Platten ragen über den Holzquerschnitt von 2,60 m hinaus, bieten neben der Abdichtungsebene eine dauerhafte Überdachung des Holztragwerkes und sind damit Teil des konstruktiven Holzschutzes. Geschützte Holzbauwerke können gemäß der Ablösebeträge-Verordnung des BMVI (Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur) mit einer theoretischen Lebensdauer von 60 Jahren, gemäß einer Studie der deutschen Gesellschaft für Holzforschung sogar mit 80 Jahren, angesetzt werden. Ein chemischer Holzschutz ist damit nicht mehr notwendig.

Das Brückengeländer besteht aus einer in der Ansicht A-förmigen, in regelmäßigen Abständen angeordneten Flachstahlpfostenkonstruktion, dessen Füllung durch ein vorgespanntes Seilnetz realisiert wird.

Fußgänger- und Radwegbrücke  Urbacher Mitte_Schaffitzel Holzindustrie
Foto: Schaffitzel Holzindustrie GmbH + Co. KG

Brücke mit integriertem Feuchtemonitoring

Zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit der Brückenkonstruktion wurde die Installation eines Messsystems zur ständigen Überwachung der Holzfeuchte (Feuchtemonitoring) vorgesehen. Hierzu sind Messpunkte im Bereich des monolithischen Stoßes zwischen Holzüberbau und Stahlbetonwiderlager innerhalb der Fuge bzw. unterhalb der Abdichtungsebene eingebaut. Um den Feuchtegehalt zu messen, wurden von der MPA Stuttgart Elektroden im Holzbrückenkörper installiert.
 
Des Weiteren müssen in der direkten Umgebung der Elektroden Sensoren zur Messung der Temperatur installiert werden. Im Stoßbereich sind hierfür jeweils ca. 8 Feuchtemess-Elektroden und etwa 8 Temperatursensoren je Stoß vorgesehen. Des Weiteren wurden zusätzlich Klimasensoren zur Untersuchung der lokalen Klimabedingungen (Luftfeuchte/ Außentemperatur) in der Nähe der Messpunkte installiert. Hierzu wurde jeweils ein Sensor je Brückenseite, im Bereich der Widerlager, vorgesehen.

Fußgänger- und Radwegbrücke _Birkelspitze Weinstadt_Schaffitzel Holzindustrie
Foto: Schaffitzel Holzindustrie GmbH + Co. KG

Regelmäßige Brückenkontrolle ist das A und O

Ebenso wichtig wie Neues zu bauen, ist die Kontrolle und Instandhaltung bestehender Brücken. Regelmäßig sollten Brücken, egal ob aus Holz oder anderen Baumaterialien, umfassend überprüft werden, um die Sicherheit einer Brücke zu gewährleisten und einem Kollaps wie 2018 bei der Morandi-Brücke in Genua vorzubeugen. Bautechnische Mängel sind bei Holzbrücken heutzutage selten. Baute man in den 70/80er Jahren noch häufig konstruktiv ungeschützte Holzbrücken, die leider auch in Verruf gerieten, ist man sich heute der Wichtigkeit des konstruktiven Holzschutzes bewusster denn je, was die Konzeption der Stuttgarter Holzbrücke durchaus beweist.

Die neu entwickelte Stuttgarter Holzbrücke ist eine der innovativsten Holzbrücken, die nicht nur ökologisch und technisch überzeugt, auch wirtschaftlich betrachtet ist die Stuttgarter Holzbrücke gegenüber Beton- oder Stahlkonstruktionen konkurrenzfähig. Dennoch sollte auch eine nahezu wartungsfreie Stuttgarter Holzbrücke trotz des konstruktiven Holzschutzkonzeptes und des Feuchtemonitorings regelmäßig begutachtet werden, um mögliche Schäden frühzeitig zu erkennen.

Fußgänger- und Radwegbrücke_Birkelspitze Weinstadt_Schaffitzel Holzindustrie
Foto: Schaffitzel Holzindustrie GmbH + Co. KG

Konzept der Stuttgarter Holzbrücke

Das Konzept der Stuttgarter Holzbrücke wurde mit dem Deutschen Holzbaupreis 2017, in der Kategorie Komponenten/Konzepte, ausgezeichnet. Bereits 2016 wurde ein erster Prototyp der Stuttgarter Holzbrücke auf dem Gelände der MPA Stuttgart errichtet und bis heute dauerhaft Messungen am Prototyp vorgenommen.

Die „Stuttgarter Holzbrücke“ Die Brücke „Urbacher Mitte“ in Urbach und die zwei Brücken „Birkelspitze“ und „Häckermühle“ in Weinstadt wurden vom Ingenieurbüro Knippers Helbig und in Zusammenarbeit mit Cheret Bozic Architekten basierend auf dem Konzept der „Stuttgarter Holzbrücke“ geplant. Die Entwicklung der Stuttgarter Holzbrücke stützt auf ein EFRE-Forschungsprojekt, welches durch die Europäische Union, das Land Baden-Württemberg sowie proHolzBW gefördert wurde. Beteiligte Firmen des Forschungsprojektes waren: MPA Stuttgart, Cheret Bozic Architekten, Ingenieurbüro Knippers Helbig, und Schaffitzel Holzindustrie.