Bachelorarbeit Martin Nydegger

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Diplomand
Martin Nydegger
Betreuer
Dr. Walter Borgogno,
Dipl. Bau-Ing. ETH/SIA, Dr. sc. techn.
Experte
Ruedi Vögeli, Dipl. Ing. ETH/SIA
Disziplin
Massiv-/Verbundbau
Jahr
2013
Eine eigene Spur für den Fahrradverkehr
Rad- und Gehwegbrücke über die Thur in Oberbüren
Die Strassenbrücke in Oberbüren im Kanton St. Gallen überquert die Thur und wird unter Gegenverkehr befahren. Für die Fussgänger gibt es auf jeder Brückenseite ein Trottoir. Ein Radstreifen für die Velofahrer/-innen ist jedoch nicht vorhanden – die Platzverhältnisse sind ohnehin knapp. Diese Situation soll behoben werden, denn die Gefahr eines Unfalls erhöht sich in den kommenden Jahren, weil das Verkehrsaufkommen auf der Hauptstras­se zunimmt. Es ist ein Anbau oder Neubau ­gesucht, der die Situation für die Velo­fah­­rer/-innen entschärft und sich optimal ins Landschaftsbild integriert.

In einem Variantenstudium untersuchte der Autor vier unterschiedliche Konstruktionen für die Erweiterung der bestehenden Brücke: die Verbreiterung der bestehenden Brücke, den Neubau einer eigenständigen Brücke mit Zwischenpfeiler – einmal in Verbundbauweise und einmal mit Spannbeton – und den Neubau einer eigenständigen Brücke ohne Zwischenpfeiler als Hängebrücke. Dabei erwies sich der Neubau in Massivbauweise parallel zur bestehenden Brücke mit zwei Zwischenpfeilern als die Best­variante. Ausschlaggebend war die wirtschaft­liche Bauweise und die ansprechende Optik im Umfeld.

Vorgespannter Beton
Die Bestvariante ist ein Dreifeldträger mit Spannweiten von 27 m, 46 m und 27 m – sie übernimmt die Spannweiten der bestehenden Brücke. Der Brückenquerschnitt besteht aus einem 90 cm breiten Träger, der monolithisch mit der Fahrbahnplatte verbunden ist. Dieser vorgespannte Plattenbalken ist bei den Pfeilern gevoutet, was den Tragwiderstand erhöht.
Die Vorspannung ist mit einem geschwungenen Kabelverlauf verlegt, was die Felder unterstützt. Die Vorspannung verbessert aber auch die Dauerhaftigkeit der Brücke entscheidend, denn die zusätzlich auf den Querschnitt gegebene Normalkraft presst den Beton so stark zusammen, dass die Rissbildung vollständig oder teilweise verhindert wird. Die Vorspannkraft unterschreitet unter den ständigen Lasten die zulässigen Zugspannungen des Betons nicht. Der Träger bleibt bei einer Belastung unter dem Eigengewicht und den Auflasten also vollständig ungerissen.

Die Möglichkeiten der Lagerung
Mit der Topflagerung (zwei Lager bei beiden Widerlagern und ein Lager auf beiden Pfeilern) wird der Brückenträger so fixiert, dass keine Zwängungen entstehen können. Das hat den Vorteil, dass keine grossen Spannungen durch das Schwinden oder durch Temperaturänderungen entstehen können Als zweite Option wurde eine integrale Lagerung in Betracht ­gezogen, jedoch wegen der begrenzten Zeit­ressourcen nicht genauer verfolgt. Mit dieser Lösung kann auf die unterhaltsanfälligen Lager verzichtet werden.

Die Auswirkungen der Gründung
Die zwei neuen Pfeiler werden direkt an die bestehenden Konstruktionen angeschlossen, um die Gefahr der Verklauselung möglichst gering zu halten. Die verbundenen Pfeiler werden sich nach der Seite des Neubaus leicht absenken, da der Untergrund unter dem bestehenden Fundament bereits seit Jahren belastet ist und der Neubau auf kaum vorbelastetes Material gegründet wird. Das unterschiedliche Bodenmaterial unter den beiden Pfeilern – zum einen tragfähiger Nagelfluh und zum anderen mittelfester Lehm – sorgt für differenzielle Setzungen. Diese differenziellen Setzungen der Pfeiler lösen im Brückenträger Schnittkraftumlagerungen aus, die in einer nächsten Projektphase berücksichtigt werden sollten.
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