Schlanke Brücke aus ultrahochfestem Beton

Auf der Strecke der Tegernsee-Bahn bei Gmund ist die erste Eisenbahnbrücke in Deutschland aus ultrahochfestem Beton in Betrieb genommen worden. Der neuartige Hochleistungsbeton ermöglichte eine besonders schlanke Bauweise. Ingenieure der Technischen Universität München (TUM) haben das Projekt geplant und wissenschaftlich begleitet.

Er ist ähnlich widerstandsfähig wie Stahl, hat eine lange Lebensdauer und ermöglicht schlanke Bauwerke: ultrahochfester Beton. Trotz seiner positiven Eigenschaften wird er in Deutschland jedoch kaum eingesetzt. „Es handelt sich um ein neues Material, das sich anders verhält als der herkömmliche Beton“, erklärt Prof. Oliver Fischer vom Lehrstuhl für Massivbau der TUM. „In Deutschland exis-tiert noch kein eingeführtes Regelwerk für seinen Einsatz.“

Das Material wird international bereits seit Jahren erforscht – auch an der TUM. Das Besondere: Durch seine Zusammensetzung ist der Werkstoff besonders dicht, besitzt also kaum Hohlräume, in die Nässe oder Salze eindringen können, die das Material schädigen. Auch hält es im Vergleich zum konventionellen Beton dem vier- bis fünffachen Druck stand. Für die 6,50 m lange Eisenbahnbrücke über den Dürnbach bei Gmund ist das Material ideal, denn der Abstand des Baches zur Unterkante der neuen Brücke sollte für den Fall eines Hochwassers so groß wie möglich sein. Durch das innovative Material sowie flachere Bahnschwellen konnten mehr als 25 cm Bauhöhe eingespart werden.

Wegen seines geringen Gewichts konnten die vorhandenen Unterbauten weiter genutzt werden, zudem erleichterte es den Transport und die Verlegung des Bauwerks, weshalb die Strecke nur kurz gesperrt werden musste.

Neben dem genau abgestimmten Verhältnis von Zementpartikeln, feinen Zusatzstoffen und abgestuften Gesteinskörnungen sind Mikrostahlfasern wesentlich. Sie sorgen für eine höhere Zugfestigkeit.

Die Forscher erhoffen sich durch Messungen während des laufenden Betriebs wichtige Erkenntnisse, die unter anderem in ein zukünftiges Regelwerk für die Anwendung des Materials einfließen sollen, zum Beispiel auch für die Verstärkung bestehender Brücken. Die ersten Ergebnisse bestätigen die vorher gemachten Berechnungen.

In einem nächsten Schritt wollen die Ingenieure die Zugfestigkeit des ultrahochfesten Betons noch weiter erhöhen: zum Beispiel durch Carbonkurzfasern aus dem 3D-Drucker. Diese können zum einen leichter in eine bestimmte Richtung im Beton ausgerichtet werden, zum anderen vernetzen sie sich besser mit dem Material und ermöglichen eine noch höhere Tragfähigkeit sowie eine längere Lebensdauer.