Leicht Bauen mit Beton – Vom Entwurf zur Realisierung einer Brücke aus Carbon- und Infraleichtbeton
Das Bauen mit Beton ressourcenschonender und klimafreundlicher zu gestalten, gehört zu den wichtigsten Zielen im Bauwesen. Im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms 1542 „Leicht Bauen mit Beton“ wurden dafür bionische und mathematische Entwurfsprinzipien angewandt, um innovative Betone effizient einzusetzen. Als Demonstrator für diesen Ansatz wurde an der TU Dresden eine Brücke aus Carbon- und Infraleichtbeton entwickelt und im Deutschen Museum München aufgebaut.
Die Ausstellungsbrücke ist als filigrane Konstruktion aus zwei flach geneigten Stützen und einem dreigeteilten Überbau mit einer Länge von 9,50 m und einer Breite von 1,20 m konzipiert. Die gestalterischen und konstruktiven Möglichkeiten des leichten Bauens mit Beton und Carbonbeton werden vor allem durch das Konstruktionsgewicht von lediglich 2,1 t und die schlanken v-förmigen Stützen aufgezeigt. Maßgeblichen Anteil daran haben die kraftflussoptimierte Form und der Sandwichaufbau des Überbaus.
Der dreischichtige Aufbau variiert in der Höhe zwischen 60 und 160 mm. Die zweiachsig gekrümmte Unterseite und die ebene Oberseite bestehen aus einer nur 20 mm dicken Schicht Carbonbeton. Dazwischen befindet sich Infraleichtbeton mit einer Dichte von ca. 800 kg/m³,
dessen Zusammensetzung von HeidelbergCement konzipiert wurde.
Mittels einer 3D-Modellierung der Brücke wurden die Geometrie hinsichtlich des Lastabtrags und der Konstruktion optimiert sowie Schalungen aus gefrästem Sperrholz gefertigt. Nach erfolgreicher Herstellung und Beprobung eines identischen Testexemplars wurden fünf vorgefertigte Segmente zum Einbauort in ca. 3 m Höhe nach München ins Deutsche Museum transportiert. Mithilfe eines variabel einstellbaren Unterstützungssystems wurden die Segmente ausgerichtet und der Infraleichtbeton sowie die Deckschicht aus Carbonbeton vor Ort eingebracht.
Das optimierte Zusammenspiel von Carbon- und Infraleichtbeton in der hybriden Konstruktion ermöglicht letztlich eine signifikante Ressourceneinsparung und damit CO2-Reduktion gegenüber einer Stahlbetonkonstruktion vergleichbarer Tragfähigkeit.
