Eine Fußgängerbrücke als Linsenträger

Zu planen war eine Fuß- und Radfahrbrücke mit einer Länge von 31,5 Meter und einem Lichtraumprofil von 2,8 Meter. Die Überbückung eines Flusses soll zwei Ufer miteinander erschließen. Das vorhandene Kleinklima richtet den Fokus besonders auf den konstruktiven Holzschutz.

Das intelligente Tragwerk leitet die bevorsthenden Lastannahmen überwiegend als Normalkräfte in den Baugrund. Die Ausarbeitung umfasst alle Leistungsphasen der HOAI. Umgesetzt wurde dieses Projekt mit einer neuartigen Holz-Stahl-Klebeverbindung, welche eine unsichtbare Verbindung darstellt und das Primärtragwerk, den Linsenträger, kraftschlüssig zusammenhält.

Der Linsenträger verkörpert wie fast kein anderes Tragwerk den Kraftverlauf der Brücke.

 

An dieser Stelle erwähne ich M. Szlakowski, M.Eng. für gute Zusammenarbeit

Der Entwurf

Die mit der Hand skizzierten Pläne sind die Grundlage der Vorbemessung. Mindestholzdicken und Abstände der Verbindungsmittel untereinander können annähernd ermittelt und in den Details dargestellt werden.

Diese Skizzen stellen die Grundlage des 3D Zeichenmodells. Über Schnittstellen ist es möglich,  aus diesen Zeichnungen das Berechnungsmodell zu generieren.

Die geschwungene Form integriert sich besser in die Natur.

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Ausführungsplanung

Das Aushängeschild eines jeden Ingenieurs.

Der Bodenaufbau ist mit sogennanten Hängern realisiert. Diese leiten die Nutzlast der Brücke um den Untergurt, ohne ihn zu stören, sodass die Last unmittelbar als Normalkraft in einen Fachwerkstab eingeleitet wird.

Das Portal der Brücke muss die aufkommenden Horizontalkräfte am Endstück sicher in den Baugrund leiten können. Realisiert durch Stahlbeton.

Ebenfalls sind die in den Stäben eingeklebten Lochbleche bereichsweise dargestellt.

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Video

In dieser Visualisierung wird die Brücke als komplettes 3D Modell animiert.

Die Videospuren sind so gesetzt, als würde die Brücke begangen werden um ein aussagekräftiges Gesamtbild entstehen zu lassen.

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Dauerhaftigkeit durch konstruktiven Holzschutz

Der konstruktive Holzschutz dient der Sicherstellung der Standsicherheit und der Gebrauchstauglichkeit hölzerner Bauwerke.
Aufgrund der Anorganic kann der naturelle Baustoff als Wirt verschiedenster Pilzarten, sowie Insekten fungieren. Die Hygroskopie unterstützt nicht nur die Funktion als Wirt, sondern wirkt sich in Kombination ebenfalls auf statische Parameter ungünstig aus. Während Insekten und Pilze die Holzsubstanz minimieren und biologisch abbauen, beeinflusst der Feuchtegehalt das Schwinden und Quellen. Die Neigung zur Rissbildung ist damit gegeben.
Diese charakterlichen Eigenschaften machen es unerlässlich Holz und Holzwerkstoffe in Gebrauchsklassen einzuteilen, in denen das Risiko oben genannter Gefährdungen minimiert wird.
Die Verwendung von chemischen Holzschutz wird nicht Gegenstand dieses Projektes. Der dadurch produzierte Sondermüll für die Nachwelt kann durch den technischen Fortschritt vermieden werden, indem ausreichend konstruktiver Holzschutz angewandt wird.

Die geplante Fußgängerbrücke wurde in Gebrauchsklasse 2 eingeordnet, welche in der DIN 68800 definiert ist. Ausschlaggebend hierfür war der darunterliegende Fluss, der die relative Luftfeuchte innerhalb eines Biotops etwas anhebt. Gegenüber der GK 1 wird hier also der gelegentliche Ausschlag der Holzfeuchte >20% berücksichtigt. Diese Einstufung hat die zu verwendenden Holzarten im Bauwesen eingeschränkt. Die natürliche Widerstandsfähigkeit von Kiefer erlaubt uns den Gebrauch in der GK 2.
Unser Linsenträger ist so konstruiert, dass der Begriff 'Unter Dach' verwendet wird. Durch Ausführung einer transparenten Acrylateindeckung unter Einhaltung des 60°  Schlagregensschutzes aus der Horizontalen. Beide Enden der Brücke sind mit austauschbaren Fußbodenaufbauten entworfen, da genau dieser Umstand durch das Dach nicht mehr gegeben war. Weiterhin ist die Gewährleistung zu erbringen, dass das neuartige Holz-Stahl-Klebesystem mit gutem Gewissen der Nutzungsklasse 2 zugeordnet werden darf. Realisiert wird das durch einen weiteren Schutz von Acrylat, welches den Bereich des Linsenträgers im Fußpunkt des Bodenaufbaus konstruktiv weitreichend schützt.
Das primäre Tragwerk, der Linsenträger, ist durch das von außen unsichtbare HSK-System nicht von Kondensationsfeuchte beeinflussbar. In Anbetracht der höheren Umgebungsfeuchte kann es speziell im Sommer dazu führen, dass vereinzelt das in der Luft gebundene Wasser an den freiliegenden Stahlbauteilen ausfällt. Da dies an unserem primären Tragwerk nicht der Fall ist, wird dieser Aspekt nicht weiter behandelt. Der Schutz vor nicht kurzfristiger Feuchteaufnahme ist mit Luftumspülungen >8 mm, der tragenden Bauteile umzusetzen. Schmutzansammlungen auf dem Fahrbahnbelag sind zu entfernen, da sonst durch Absetzung in den Fugen die schnelle Austrocknung der Konstruktion nicht mehr gewährleistet werden kann.
Die Dicke der Feuerverzinkung metallischer Verbindungsmittel, in Abhängigkeit der NKL 2 gibt einen Wert für Stahlblache von 3 – 5 mm, von Fe/Zn 12c vor, welches in der DIN EN 1995-1-1 2008-09, Tabelle 4.1 geschrieben steht.
Die Dauerhaftigkeit der geplanten Fußgängerbrücke ist ein entscheidender Aspekt der zukünftigen Verwendung des Baustoffs Holz. Primär zur Zufriedenstellung des Bauherren und dessen Nutzer und sekundär ist es der aktive infinitesimale Beitrag des Klimaschutzes, durch die gespeicherten CO2-Massen, der immer wirksamer wird, je dauerhafter ein Ingenieurholzbauwerk konstruiert ist.

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Konstruktiver Holzschutz Linsenträger.od
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