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Brücken bauen und prüfen mit System

Auf dieser Seite erfahren Sie alles über den Bau von Brücken und die systematische Brückenprüfung.

Wählen Sie aus, welcher Aspekt Sie interessiert:

Brückenstatistik
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Brücken in der Zuständigkeit von Straßen.NRW (Stand: 1.1.2022)

  • Brücken an Bundesstraßen
    • Anzahl: 2.556
    • Gesamtlänge: 97 Kilometer
  • Brücken an Landesstraßen
    • Anzahl: 3.812
    • Gesamtlänge: 78,8 Kilometer
  • Brücken an Kreisstraßen
    • Anzahl: 273
    • Gesamtlänge: 4,3 Kilometer
Planung und Bau
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Der Brückenbau gehört nach wie vor zu den anspruchsvollsten Aufgaben des Bauwesens. Der Entwurf eines Brückenbauwerks muss im wesentlichen unter Berücksichtigung folgender Aspekte erfolgen:

  • Natürliche Gegebenheiten und geometrische Randbedingungen
    Länge, Höhe, Stützenstellungen und Form einer Brücke werden durch vorhandene natürliche Hindernisse und die Überquerung von anderen Verkehrswegen maßgeblich beeinflusst.
  • Gestaltung
    Ein Bauwerk ist so zu gestalten, dass es sich harmonisch an die vorhandene Umgebung anpasst. Dies ist insbesondere bei exponiert gelegenen Bauwerken, z. B. im stadtnahen Bereich erforderlich.
  • Werkstoff
    Die Auswahl des richtigen Werkstoffs ist von großer Bedeutung für das Bauwerk. Moderne Brücken werden aus Beton, Stahl oder einer Kombination von Beton und Stahl (Verbund) gebaut.
  • Bauverfahren und Bauablauf
    Der Neu- oder Umbau einer Brücke muss oft unter Aufrechterhaltung des bereits fließenden Verkehrs erfolgen. Dies hat maßgeblichen Einfluss auf das Bauverfahren und den Bauablauf.
  • Dauerhaftigkeit
    Brücken werden für eine Lebensdauer von 100 Jahren geplant. Dabei müssen sie nicht selten Verkehrsbelastungen von mehr als 100.000 Fahrzeugen pro Tag ertragen.

Wirtschaftlichkeit: Das Exportland NRW und seine Brücken

Zur Betrachtung der Wirtschaftlichkeit gehören Baulastträger- und Nutzerkosten. Die Kosten des Bauherren oder „Baulastträgers“ sind im Wesentlichen Baukosten und Aufwendungen im Verlauf der Nutzungsdauer. Nutzerkosten entstehen dem Verkehrsteilnehmer durch Staus, Umleitungen und Sperrungen. Lange Baustellenzeiten erhöhen damit gleichzeitig die Baulastträger- und Nutzerkosten. Verkehrsbeschränkungen sind so nicht nur ein Ärgernis für staugeplagte Straßennutzer, sondern auch eine Belastung für die wirtschaftliche Entwicklung des Export- und Transitlandes Nordrhein-Westfalen.
Die Sicherheit und Funktionsfähigkeit der Brücken in NRW zu gewährleisten, gehört deshalb zu den wichtigsten Aufgaben der Straßenbauverwaltung in Nordrhein-Westfalen und beginnt mit der Wahl der geeigneten Brückenkonstruktion.

Brückenprüfung
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Das mittlere Alter der Brücken an Bundesstraßen liegt bei 38 Jahren. Brücken an Landesstraßen sind im Mittel 42 Jahre alt. Viele Brücken haben damit die Hälfte ihrer Nutzungsdauer erreicht, die auf 80 bis 100 Jahre angelegt ist.

Jede Brücke wird gemäß DIN 1076 regelmäßig und systematisch überprüft:

  • Alle sechs Jahre wird eine umfassende Hauptprüfung durchgeführt. Dabei werden alle – auch die schwer zugänglichen Bauwerksteile – in den Blick genommen. Jedes Bauteil der Brücke muss „handnah“ geprüft werden. Das bedeutet, dass der Brücken-Check vor allem bei sehr hohen Brücken nur mit Hilfe von Gerüsten, Hubarbeitsbühnen oder Brückenuntersichtgeräten erfolgen kann. Abdeckungen von Bauwerksteilen, z. B. Schutzhauben bei Seilen, Lagermanschetten, Schutzhüllen oder Schachtabdeckungen müssen geöffnet werden, damit auch dort mögliche Schäden entdeckt werden können. Bei Brückenkonstruktionen mit Hohlkästen findet eine Prüfung von außen und im Inneren der Brücke statt.

  • Drei Jahre nach der Hauptprüfung folgt die sogenannte Einfache Prüfung durch eine der Straßen.NRW-Niederlassungen. Die Einfache Prüfung wird in der Regel als intensive, erweiterte Sichtprüfung durchgeführt. Geprüft werden auch Funktionsteile (z.B. Lager, Gelenke, Übergangskonstruktionen) sowie Verankerungen von Bauteilen, z.B. Lärmschutzwände oder Leitungen. Auch die Fundamente werden begutachtet, um mögliche Auskolkungen (örtliche Vertiefung am Grund eines Gewässers, verursacht durch Erosion) zu finden.

  • In den Jahren ohne Prüfung führt die jeweils zuständige Straßenmeisterei eine ausführliche Besichtigung durch.

  • Zusätzlich erfolgt zweimal im Jahr eine systematische Beobachtung durch sachkundige Straßenwärter der zuständigen Meisterei.

  • Bei besonderen Anlässen - zum Beispiel nach schweren Verkehrsunfällen oder nach einem Hochwasser - werden Sonderprüfungen durchgeführt.

Früh erkannt - Gefahr gebannt!

Jeder Schaden oder Mangel wird im "Bauwerksbuch" elektronisch dokumentiert. Dazu gibt es ein bundesweit einheitliches Verfahren. Das Bauwerksbuch mit den wichtigsten Daten des Bauwerks wird beim Bau der Brücke angelegt und begleitet das Bauwerk bis zu seinem Nutzungsende. Es enthält unter anderem Angaben über die Konstruktion und durchgeführte Prüfungen, über Schäden und deren Instandsetzung.

Werden Schäden festgestellt, werden sie so schnell wie möglich beseitigt. Die regelmäßige Begutachtung hilft dabei auch, Kosten zu sparen. Denn: Frühzeitig erkannte Schäden, wie Risse oder Roststellen sind kostengünstiger und einfacher zu beseitigen, als mit der Zeit vergrößerte Schäden.

Besonders hoch beanspruchte Bestandteile einer Brücke, hierzu zählen der Belag, die Fahrbahnübergänge und bei einigen Brücken auch die Lager, müssen im Laufe der Nutzung mehrfach ausgetauscht werden.

Speziell für die Bauwerksprüfung geschulte Ingenieure und Techniker haben bei Straßen.NRW die Brücken des Landes dauerhaft im Blick. Unterstützt werden diese Männer und Frauen von externen Ingenieurbüros.

YouTube-Video: Was macht ein Bauwerksprüfer? (Quelle: BMVI)

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Brückentypen

Brücke ist nicht gleich Brücke. Es gibt die verschiedensten Varianten - auch in Nordrhein-Westfalen. Wählen Sie aus, welcher Brückentyp Sie interessiert:

Schrägseil- und Hängebrücken
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Bei einer Schrägseilbrücke wird der Fahrbahnträger mit schräg verlaufenden Seilen an einem oder mehreren Pylonen aufgehängt. Eine Hängebrücke hat dagegen Tragseile, die über die Pylonen geführt werden. Die Fahrbahnträger werden an die Tragseile mit Hängerseilen angehängt. Diese Brückentypen sind besonders geeignet bei sehr großer zu überbrückender
Distanz, vor allem wenn beim Bau nicht in das Gewässer oder den unten liegenden Verkehrsweg eingegriffen werden soll oder kann, wie z. B. bei Flussbrücken. Die Konstruktion hat auch dann Vorteile, wenn wenig Höhe zwischen unten liegendem und überführtem Verkehrsweg bzw. einem Gewässer zur Verfügung steht. Durch das markante Aussehen werden
sie oft auch an Fuß- und Radwegbrücken eingesetzt.

Vorteile von Schrägseil- und Hängebrücken

  • Montage von großen Stützweiten ohne Hilfsstützen, das heißt im Freivorbau möglich
  • Große Stützweiten von ca. 1000 Metern bei Schrägseilbrücken und ca. 2000 Metern bei Hängebrücken möglich.
  • Auffälliges Erscheinungsbild

Beispiele für Schrägseilbrücken

  • A42 Rheinbrücke Duisburg-Beeckerwerth
  • B58 Niederrheinbrücke Wesel
  • A44 Flughafenbrücke

Beispiele für Hängebrücken

  • A4 Rheinbrücke Rodenkirchen
  • B220 Rheinbrücke Emmerich

Beide Hängebrücken stehen unter Denkmalschutz, die Rheinbrücke Emmerich hat mit 500 Metern die größte Stützweite deutschlandweit.

Stabbogenbrücken
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Bei Stabbogenbrücken wird ein relativ schlanker, horizontaler Balken mit der aufliegenden Fahrbahn an einem Bogen aufgehängt. Wegen des Gewichtes wird in der Regel Stahl für die Konstruktion verwendet. Stabbogenbrücken sind dann geeignet, wenn die zu überbrückende Distanz mit 50 bis 250 Meter relativ groß ist und wenig Höhe zwischen dem unten und dem oben liegenden Verkehrsweg zur Verfügung steht. Wegen des nach oben ausgebildeten Bogens wird der Verkehr auf dem unten liegenden Verkehrsweg (z.B. Wasserstraße oder Schiene) praktisch nicht unterbrochen. Die Herstellung der Stabbogenbrücke erfolgt abseits der endgültigen Position. Die fertige Konstruktion wird anschließend mit Kran, Schiff oder durch Verschieben in ihre endgültige Lage gebracht. Diese Konstruktionsform wird auch als Langerscher Balken bezeichnet.

Vorteil von Stabbogenbrücken

  • Unterbrechung des Verkehrs unterhalb der Brücke nur für sehr kurze Zeit

Beispiele für Stabbogenbrücken

  • B1 Schnettkerbrücke Dortmund
  • Brücke der Solidarität Duisburg
  • Spellener Brücke Wesel

Die „Brücke der Solidarität“ ist mit 256 Metern Stützweite sogar die längste Brücke dieser Bauart in Deutschland.

B241 Weserbrücke, Beverungen
B241 Weserbrücke, Beverungen (Quelle: Straßen.NRW)
Stahlverbundbrücken
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Die Bauweise ähnelt derjenigen von Brücken mit Betonfertigteilen, nur dass hier eine vorgefertigte Unterkonstruktion aus Stahl verwendet wird. Darauf wird dann eine Fahrbahnplatte aus Stahlbeton betoniert. Die Verbindung erfolgt dadurch, dass an der Unterkonstruktion angeschweißte Verbindungselemente aus Stahl bei der Herstellung der Stahlbetonfahrbahnplatte mit einbetoniert werden. Bauzeiten können noch weiter reduziert werden, wenn auch für die Fahrbahnplatte Fertigteile verwendet werden, hier aus Stahlbeton. Ortbeton ist dann nur noch für die Verbindungsstellen erforderlich. Fertigteile aus Stahl sind leichter als vergleichbare aus Stahl- oder Spannbeton. Durch das geringere Eigengewicht der Fertigteile sind sie besser geeignet, größere Stützweiten zu überbrücken. Gerade zur Überquerung großer Täler wird dieser Brückentyp daher häufig eingesetzt. Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet sind so genannte Einfeldbrücken über Autobahnen.

Vorteile von Stahlverbundbrücken

  • Geringeres Eigengewicht als reine Betonbrücken
  • Realisierung von großen bis mittleren Stützweiten mit schlanken Überbauten
  • Verkürzte Bauzeiten durch schnelle Montage großer, vorgefertigter Stahlbauteile
  • Minimierung der Verkehrsbeeinträchtigungen beim Bauen unter Verkehr
  • Reduktion notwendiger Baubehelfe wie Hilfsstützen, Traggerüste sowie Schalungen
  • Gute Gestaltungsmöglichkeit durch Farbgebung des Korrosionsschutzes der Stahlteile

Beispiele für Stahlverbundbrücken

  • A1 Talbrücken Langerfeld, Schwelmetal, Wupperbrücke Öhde, Diepmannsbach,
  • Höllenach und Einsiedelstein
  • A46 Talbrücke Nuttlar
Ortbetonbrücken
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Ortbetonbrücken sind dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Überbau auf der Baustelle, also vor „Ort“, aus frischem Beton und Bewehrungsstahl hergestellt wird. Dazu wird zunächst eine Schalung aufgebaut, die dem „flüssigen“ Beton seine gewünschte Form gibt und die Stahlbewehrung dort fixiert, wo sie später im erhärteten Betonquerschnitt benötigt wird. In die so vorbereitete Schalung wird der Frischbeton eingefüllt. So erhält man Bauteile „aus einem Guss“, die nicht nur sehr robust und langlebig, sondern auch mit wenig Aufwand zu unterhalten sind. Massive Ortbetonbrücken sind aufgrund ihrer Wirtschaftlichkeit und Dauerhaftigkeit die Standardbauweise für Brücken kleinerer bis mittlerer Stützweiten bis ca. 135 m. Die reine Ortbetonbauweise ist auf der Baustelle zeitintensiver als bei der Verwendung von Fertigteilen aus Stahl oder Beton, da mehr Aufwand für Schalungen und Gerüste entsteht, längere Wartezeiten bis zur ausreichenden Erhärtung des Betons einzuhalten sind und Witterungseinflüsse wie Temperatur und Feuchtigkeit die Betonarbeiten und somit die Bauzeit stärker beeinflussen können.

Vorteile von Ortbetonbrücken

  • Relativ kostengünstige Konstruktion
  • Robuste, massive Bauweise aus einem Guss
  • Kein zusätzlicher Aufwand für Korrosionsschutz
  • Unterschiedlichste Formgebung möglich

Beispiele für Ortbetonbrücken

  • A40 Westkreuz Bochum
  • A45 Siegtalbrücke
B51, Wermelskirchen
B51, Wermelskirchen (Quelle: Straßen.NRW)
Betonbrücken mit Betonfertigteilen
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Fertigteilbrücken aus Beton werden aus vorab andernorts produzierten Fertigteilen aus Stahl- oder Spannbeton hergestellt. Die Fertigteile werden auf der Baustelle mit Ortbeton ergänzt- bzw. verbunden, um so den geplanten tragfähigen Brückenquerschnitt zu erhalten. Die Fahrbahnplatte besteht in der Regel aus Stahlbeton und wird mit den darunterliegenden
Stahl- bzw. Spannbetonfertigteilen verbunden. Dadurch reduziert sich der Aufwand für das Betonieren und Schalen, sowie den Gerüstbau auf der Baustelle. Es kann schneller gebaut, und die Verkehrsbeeinträchtigungen für einen unter der Brücke
verlaufenden Verkehrsweg können reduziert werden. Brücken, die über vielbefahrene Straßen (z. B. Autobahnen) gebaut werden müssen und bei denen die Verkehrsbeeinträchtigungen möglichst gering gehalten werden sollen, können genau diesen Vorteil der Bauweise nutzen. Allerdings müssen die örtlichen Gegebenheiten zulassen, dass die langen und schweren Fertigteile angeliefert und die Kräne für den Einbau platziert werden können.

Vorteile von massiven Fertigteilbrücken

  • Verkürzte Bauzeiten durch schnelle Montage großer, im Werk vorgefertigter Stahl oder Spannbetonfertigteile
  • Minimierung der Verkehrsbeeinträchtigungen beim Bauen unter Verkehr
  • Reduktion notwendiger Baubehelfe wie Hilfsstützen oder Traggerüste sowie Schalungen.
  • Kein zusätzlicher Korrosionsschutzaufwand

Beispiele für Fertigteilbrücken

  • A40 im Westkreuz Bochum
  • L4 DB Rahmstraße bei Voerde
L4 DB Rahmstraße, Voerde
L4 DB Rahmstraße, Voerde (Quelle: Straßen.NRW)