Hybride Holzbrücken mit Klebverbund – Qualitätssicherung und Zustandserfassung mittels integrierter Sensoren (HBVSens)

Motivation und Problemstellung

Die stetig wachsende Verkehrsbelastung und der schlechte Bauzustand vieler Brückenbauwerke erfordern neben einem optimierten Erhaltungsmanagement zunehmend den Neubau von Brücken, um die Leistungsfähigkeit der Verkehrsinfrastruktur und die Mobilität zu erhalten. Straßenbrücken in Holz-Beton-Verbundbauweise (HBV) stellen ökologisch und ökonomisch sinnvolle Alternativen zu Brücken in konventionellen Massivbauweisen dar. Dies gilt insbesondere für baupraktisch häufig vorkommende Überbaustützweiten bis ca. 30 Meter. In den bisher in Deutschland errichteten HBV-Brücken wurde der Verbund zwischen Holz und Beton ausschließlich mit Hilfe mechanischer Verbindungsmittel (Dübelleisten, Kerven, HBV-Schubverbinder) realisiert. Ökonomische und mechanische Vorteile bietet die flächige Verbindung von Holz und Beton mit modernen Klebstoffsystemen bzw. Polymermörtel. Die Nutzung von Stahlbetonfertigteilen und die Vorfertigung im Werk ermöglichen bei dieser Technologie Zeit- und Kostenersparnisse bei gleichzeitiger Steigerung der Qualität. Kürzere Bauzeiten vermindern die Verkehrsbehinderung und daraus resultierende Folgekosten. Vorteile im Vergleich zu reinen Holzbrücken sind – neben der aus dem Hochbau bekannten höheren Steifigkeit und Tragfähigkeit – der bei HBV-Brücken vorhandene konstruktive Holzschutz und der verbesserte Lastabtrag durch die Betonplatte. Eine praxisrelevante und kostenoptimierte HBV-Bauweise in Kombination mit dem Einsatz von auf nachwachsenden Rohstoffen basierten Klebstoffsystemen würde zu einer deutlichen CO2-Reduzierung im Infrastrukturbau beitragen.

Zielstellung des Vorhabens

Das Verbundvorhaben zielt darauf ab, eine neuartige HBV-Bauweise mit flächiger Verklebung zwischen Beton und Holz für den Brückenbau zu etablieren. Dies erfordert die Entwicklung einer baupraktisch robusten Herstellungstechnologie und Klebfugenausführung sowie die Erforschung des mechanischen Langzeitverhaltens der Klebfuge unter Temperatur- und Feuchteeinflüssen. Zur Detailanalyse wird ein neuartiger Sensoransatz erforscht, der auch zur Zustandsüberwachung genutzt werden soll. Zur Erreichung der Arbeitsziele von HBVSens werden die Kompetenzen der Kooperationspartner durch enge Zusammenarbeit innerhalb von drei Teilprojekten gebündelt.