Bei der neuartigen Holzbrücke der FH Aachen sind die Steinplatten auf der Fahrbahn gleichzeitig Regenschutz für die tragenden Balken

Grafische Darstellung der neuartigen Holzbrücke.

Die Konstruktion erreicht so eine hohe Lebensdauer und aufgrund der natürlichen Baustoffe zudem beste CO2-Werte

Fußgängerbrücken aus Holz wurden früher mit Dächern versehen, um das Baumaterial vor Feuchtigkeit zu schützen und so die Lebensdauer der Konstruktion zu erhöhen. Berühmte Beispiele sind die Kapellbrücke in Luzern, die das Wahrzeichen der Stadt ist, oder die Ponte Vecchio in Bassano del Grappa, für die Andrea Palladio die Planung lieferte.

Jedoch: ein Dach macht solche Konstruktionen teuer.

Aber: könnte man vielleicht den Bodenbelag der Brücke mit dem Dach zusammenlegen und bei reduzierten Kosten so gleich auch noch mehr Haltbarkeit erreichen? Das ist eine der Fragen, die sich ein Forscherteam von der Fachhochschule Aachen gestellt hat.

Die Antwort, die die Wissenschaftler gefunden haben, ist denkbar einfach: man verwendet Natursteinplatten als Belag für den Gehweg. Diese halten, wenn man für den Ablauf des Regenwassers sorgt, die Nässe von der Holzkonstruktion darunter ab und sind zudem als Belag für die Verkehrsfläche extrem dauerhaft.

Denn anders als vergleichbare Konstruktionen ganz aus Holz ohne besonderen Schutz, die meist nicht einmal 30 Jahre alt werden, haben die Forscher für ihre innovative Brücken-Idee mindestens 80 Jahre Lebensdauer veranschlagt.

Durch die verlängerte Lebensauer ist die Holz-Stein-Konstruktion wirtschaftlich, obwohl sie in der Anschaffung etwas teurer ist als übliche Holzkonstruktionen.

Über die gesamte Lebensdauer jedoch rechnet sie sich. Und nicht zuletzt sind ihre CO2-Werte unübertroffen gut im Vergleich zu Konstruktionen aus Stahl, Stahlbeton oder Aluminium.

Grafische Darstellung der neuartigen Holzbrücke.

Außerdem können sowohl das Holz, als auch der Stein für den Passanten als heimische Materialien erkennbar sein.
Wie gesagt: um die gewünschte Haltbarkeit zu erreichen, muss man die Nässe vom Holz fernhalten.

Konstruktiver Holzschutz lautete folglich die Zielsetzung des Forschungsprojektes. Gemeint ist damit, dass die Art der Bauweise und die verwendeten Materialien beim Schutz der tragenden Teile aus Holz die wesentliche Rolle spielen.

Dabei ist der gelegentliche Regen gar nicht das größte Problem – nur wenn Holz dauerhaft nass bleibt, siedeln sich Pilze an und zerstören alsbald seine Stabilität. Das gilt insbesondere für jene Punkte, wo Einzelteile miteinander verbunden werden.

Hierfür haben die Forscher neuartige Verbindungen und weitere innovative Lösungen entwickelt.

Besondere Beachtung erfuhr die Ableitung des Regenwassers von den Grauwackeplatten, was sich jedoch leicht mit einer sanften Schräge und Wasser-Tropfnasen lösen ließ. Die Steinplatten ragen außerdem über die zu schützende Holzkonstruktion hinaus.

Natürlich wurde nicht komplett auf Metall verzichtet. So sind zum Beispiel die Verschraubungen und Teile des Geländers aus Stahl.

Entwickelt wurden 2 unterschiedliche Brückentypen: es handelte sich um 3 Arten von Deckbrücken, von denen hier die Rede ist, und eine Trogbrücke.

Ausgelegt ist die Standardversion für eine Länge von maximal 16 m und eine Breite von 3 m. Demnächst soll im Mühlenpark in Mechernich in der Eifel ein Prototyp mit halber Breite errichtet werden.

Der Grauwackebelag für die Fahrbahn über die Holzbrücke.

Er muss sich nun als ganz normale Brücke für einen Geh- und Radweg beweisen, ist aber mit Messfühlern gespickt. Vor allem geht es darum, die Feuchtigkeit im Holz im Verlauf eines ganzen Jahres zu erfassen. „Wir wollen einen mittleren Wert von maximal 20% erreichen”, sagt Christian Bedbur, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projekt. Mehr als 26 bis 28 % dauerhaft würden dem Holz nicht gut tun.

Das Forschungsprojekt trug den Titel „Nachhaltige Standardbrücken in Holzbauweise“ und lief 3 Jahre im Lehr- und Forschungsgebiet Holzbau der FH Aachen (Projektleitung Prof. Dr. Thomas Uibel und Prof. Dr. Wilfried Moorkamp). Es wurde von der EU mit Mitteln aus dem Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und vom Land Nordrhein-Westfalen gefördert. Kooperationspartner der FH Aachen waren das Ingenieurbüro Miebach, das Ingenieurbüro und Holzbauunternehmen Conrads sowie als assoziierte Partner der Landesbetrieb Wald und Holz NRW sowie die Stadt Mechernich.

FH Aachen, Fachbereich Bauingenieurwesen, Lehr- und Forschungsgebiet Holzbau

Bilder: FH Aachen

(07.09.2020)