Brücke aus Carbonbeton doppelt geehrt
12.07.2022
Die Brücke trägt den Namen CarboLight Bridge und vereint schlankes Design und Ressourceneinsparung. Ihren Platz hat sie in der mit der Generalsanierung neu gestalteten Abteilung Brücken- und Wasserbau des Deutschen Museums eingenommen. Für die besondere Konstruktion und Materialkombination haben die Wissenschaftler des Instituts für Massivbau der TU Dresden gleich eine doppelte Ehrung erhalten.
Auf dem fib Kongress in Oslo erhielt die Brücke den Sonderpreis Exceptional Recognition im Wettbewerb „Award for Outstanding Concrete Structures“ sowie den Innovation Award 2022 in der Kategorie „Structures“. Die renommierte Tagung gilt als wichtiges Zusammentreffen von Wissenschaftlern im Bereich der Betonforschung und bietet Einblicke in verschiedene Aspekte des Bauens mit Beton. „Die Baubranche muss sich wesentlich verändern, damit wir künftig ressourcenschonend bauen und gleichzeitig CO2-Emissionen reduzieren können. Der Einsatz innovativer Baustoffe und deren Kombination sowie die Optimierung von Bauwerken im Hinblick auf den Kraftfluss sind wesentliche Bestandteile, um dieses Ziel zu erreichen“, sagt der Bauingenieur Marc Koschemann, der den Bau der Brücke geplant und begleitet hat.
Filigranes Leichtgewicht
Die CarboLight Bridge weist eine Länge von 9,5 Meter auf und ist als filigranes Bauwerk aus zwei leicht geneigten V-Stützen, einem dreiteiligen Überbau und einem Konstruktionsgewicht von nur 2,1 Tonnen konzipiert. Die kraftflussoptimierte Form und der Sandwichaufbau des Überbaus spielen dabei eine wesentliche Rolle. Die biaxial gekrümmte Unterseite und die flache Deckschicht bestehen aus Carbonbeton, während die Schicht dazwischen aus Infraleichtbeton gefertigt wurde. Somit ließ sich Material einsparen und Gewicht reduzieren.
Optimiert mit 3D-Modellierung
Mit Hilfe einer parametrisierten 3D-Modellierung wurde die Geometrie hinsichtlich der Lastabtragung und des Designs optimiert. „Durch Verknüpfung des 3D-Modells mit einem Statikprogramm war es möglich, die Brücke hinsichtlich Materialeinsatz und Lastabtrag quasi zeitgleich zu optimieren. Dazu wurde eine Schnittstelle zu einer FEM-Software programmiert, die es ermöglicht, die Auswirkungen einer Geometrieänderung auf den Lastabtrag quasi zeitgleich zu ermitteln“, betont der für die 3D-Modellierung zuständige Architekt und Wissenschaftler am Institut für Massivbau Iurii Vakaliuk. Auf der Grundlage des endgültigen 3D-Modells wurde die Schalung aus gefrästem Sperrholz hergestellt. Um den Zusammenbau, das Aussehen und die Tragfähigkeit der Brücke und der einzelnen Segmente zu testen, wurde ein Testmuster der Brücke im Otto-Mohr-Laboratorium der TU Dresden hergestellt und geprüft.
Die Carbonbetonbrücke wurde als ein Demonstrator für das Schwerpunktprogramm 1542 „Leicht Bauen mit Beton – Grundlagen für das Bauen der Zukunft mit bionischen und mathematischen Entwurfsprinzipien“ erstellt, welches die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert hat. Unterstützt haben das Vorhaben zudem die Firmen Heidelberger Beton GmbH und HICONFORM – Freitaler Modellwerkstätten eG sowie das Institut für Baustoffe der TU Dresden und das Institut für Massivbau der TU München. Besonderer Dank gilt den Mitarbeitern des Deutschen Museums für die Ausstellungsmöglichkeit und die Unterstützung vor Ort.