Bachelorarbeit Matthias Koch

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Diplomand
Matthias Koch
Dozent
Rolf Schlaginhaufen, Dipl. Bauing. ETH/SIA
Experte
Robert Heim, Dipl. Bauing. HTL/SIA
Disziplin
Konstruktiver Ingenieurbau, Massivbau
Jahr
2010
Bestehende Brücke analysieren und ersetzen
Sanierung / Ersatz / Teilersatz Lützelmurgbrücke Aadorf TG
Die bestehende Lützelmurgbrücke bei Aadorf im Kanton Thurgau ist beschädigt und soll nach eingehenden Untersuchungen ersetzt werden. Die neue Brücke soll sich in das Naherholungsgebiet einbetten, und der Verkehr soll während der Ausführungsarbeiten aufrechterhalten bleiben.

Das Tragwerk der Brücke besteht aus vier umlaufenden Plattenbalken und zwei Brüstungen (Randborde). Steife Rahmenecken wirken der Durchbiegung entgegen, und die als Voute ausgebildeten Unterzüge optimieren das Tragverhalten. Die Strassenbrücke wird als aufgeklappter, offener Rahmen mit dem Plattenprogramm von Cubus (Cedrus 6) modelliert.

Die Brücke am richtigen Ort
Die bestehende Lützelmurgbrücke, insbesondere der Überbau, ist aus verschiedenen Gründen stark sanierungs-, wenn nicht sogar ersatzbedürftig: Die Brücke, über die die Kantonsstrasse führt, genügt den heutigen Anforderungen an die Nutzlasten gemäss der SIA-Norm 261 (LM 1 und Ausnahmetransporte Typ II) nicht. Ausserdem ist die Brückenplatte nicht dicht, wodurch die Unterkonstruktion wasserdurchtränkt wird, und die Betonkonstruktion weist verschiedene Schäden auf, die dringend behoben werden müssen.
In vernünftigem Umkreis bestehen keine Umfahrungsmöglichkeiten, sodass die Brückenerneuerung unter Verkehr zu konzipieren ist.

Vollersatz ist angebracht
Das Tobel der Lützelmurg, das von der Brücke überspannt wird, gehört zum Naherholungsraum von Aadorf. Die Brücke ist demnach ansprechend in die Tallandschaft einzupassen. Aus dem Variantenstudium geht der Zweigelenkrahmen in From einer Plattenbalkenkonstruktion als Vollersatz der bestehenden Brücke als geeignetste Ausführungsvariante hervor. Dabei wirken sich vor allem drei Punkte vorteilhaft aus: Es sind keine Zwischenstützen nötig, die Brücke ist unterhaltsfreundlich, da auf Lager und Fahrbahnübergänge verzichtet werden kann, und es ergibt sich neu ein einheitliches Erscheinungsbild, das trotz dem grösseren Querschnitt nicht zu dominant wirkt. Aufgrund der grossen Spannweite wird jedoch ein massiverer Querschnitt benötigt, und es entstehen Zwängungen, die durch eine erhöhte Mindestbewehrung aufgenommen werden müssen.

Bauablauf und Verkehrsführung

Da die Kantonsstrasse jederzeit mindestens einspurig über die Brücke geführt werden musste, erarbeitete man einen entsprechenden Bauablauf: In der 1. Bauphase wird der Verkehr zweispurig über die alte Bogenkonstruktion geführt, währenddem die bestehende Plattenbalkenkonstruktion abgebrochen und die 1. Etappe der neuen Brücke erstellt wird. Anschliessend wird der Verkehr auf den Neubau umgeleitet. Während der restlichen Arbeiten erfolgt die Verkehrsüberquerung der Brücke einspurig mithilfe einer Lichtsignalanlage. Um die Schwindgasse in der 3. Bauphase zu schliessen, wird der Verkehr wieder zweispurig links und rechts davon geführt. Während aller drei Bauphasen sind die Fussgänger durch einen provisorischen Gehweg vor dem Verkehr geschützt.

Geometrie und Konstruktion
Aufgrund der gegeben Situation wird weitgehend die bestehende horizontale Linienführung beibehalten. Die Fahrbahnbreite bleibt bei 7.20 m, die beiden Gehwege hingegen werden auf 2.0 m verbreitert. Die vertikale Strassenführung wird Richtung Elgg leicht angehoben, damit neu ein Längsgefälle von 2 % erstellt werden kann. Zudem wird der Einlenker Richtung Süden an die neue Gehwegbreite von 2 m angepasst.
Der Querschnitt besteht aus vier umlaufenden Plattenbalken und der Brückenabschluss aus konischen Brüstungselementen – sogenannten New-Jersey-Elementen. Die Brüstungen sind je 0.89 m hoch und werden mit einem Geländer versehen. An den Widerlagern werden sie, als eine Art Schlussstein, höher ausgeführt (h = 1.54 m).
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