Bauwerkserhaltung Conservation des ouvrages Conservation of structures - fib-CH
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
bauwerkserhaltung 23.8.2002 14:46 Uhr Seite 153
Bauwerkserhaltung
Conservation
des ouvrages
153
Rehabilitation
Conservation
of structures
Conservation
of structures
bauwerkserhaltung 23.8.2002 14:46 Uhr Seite 154
Das Brücken-Managementsystem im Bundesamt für Strassen
The bridge management system at the Swiss Federal Roads Authority
Jean-Pierre Joris
Bundesamt für Strassen (ASTRA) Introduction
vorgenommen, den Unterhalt ge- The national motorway network is
samtwirtschaftlich zu optimieren, currently around 1,650 kilometres
d.h. die Gesamtaufwendungen in length. It includes approxi-
der Betreiber, Benutzer und von mately 3,350 bridges and 200 tun-
Dritten sollen minimiert werden. nels, plus a large number of other
Je grösser eine Bauwerkspopula- engineering structures such as gal-
tion ist, desto mehr ist man auf leries, passages, support walls and
computerunterstützte Entschei- protective structures. Since 1960
dungsfindung angewiesen. Aus the Swiss national motorway has
diesen Gründen sind beim ASTRA been constructed under the re-
Anzahl erstellter Brücken in 5-Jahres-Perioden. seit einigen Jahren Bemühungen sponsibility of the federal govern-
Number of bridges build in a 5-year-period. im Gange, diese Werkzeuge zu ment, and since 1985 the latter
entwickeln. Für die Kunstbauten, has also been responsible for its
154
von denen die Brücken den wich- maintenance. The Federal Consti-
Conservation
of structures
Einführung tigsten Teil bilden, ist die Entwick- tution states that motorways are
Das Nationalstrassennetz ist ge- lung von KUBA-MS (KUnst- the joint concern of the federal
genwärtig etwa 1650 km lang. Es BAuten-Management-System) im government and the cantons: on
enthält etwa 3350 Brücken und Gange. Unter der Bezeichnung average, the government covers
200 Tunnels sowie eine grosse An- KUBA-MS-Ticino steht ein Proto- around 85 % of the costs relating
zahl weiterer Kunstbauten wie typ zur Verfügung. to construction and maintenance,
Galerien, Durchlässe, Stützmau- while the cantons – which are si-
ern und Schutzbauwerke. Grundlagen multaneously its proprietors and
Der Bau der Nationalstrassen ge- Jedes Planungswerkzeug für den developers – are responsible for
hört seit 1960, deren Unterhalt Unterhalt muss neben den Ziel- the remainder. The federal go-
seit 1985 zur Aufgabe des Bundes. vorgaben weitere Grundlagen vernment is the chief supervisory
Gemäss Bundesverfassung sind haben: Bestandesinventar, Zu- authority. As the years go by, an
die Nationalstrassen ein Gemein- standsdaten, Zerfallsprozesse, Ko- ever-increasing number of objects
schaftswerk des Bundes und der sten- daten usw. Ferner müssen need to be refitted, and these
Kantone, der Bund übernimmt im die zur Verfügung stehenden Fi- tasks are associated with consider-
Mittel 85 % der Kosten für Bau nanzen bekannt sein. Damit und able expenditure that has to be
und Unterhalt, den Rest über- mit Algorithmen kann ein opti- borne by the operator in the form
nehmen die Kantone, die auch males Unterhaltsprogramm erar- of construction, planning, site
Eigentümer und Bauherren sind. beitet werden. Bei begrenztem management and traffic diversion
Dem Bund obliegt die Oberauf- Budgetrahmen können die Zu- costs. As far as road users are con-
sicht. Mit zunehmendem Alter standsentwicklung und die aufge- cerned, these costs primarily take
müssen immer mehr Objekte in- schobenen Ausgaben bestimmt the form of lost time in traffic
stand gesetzt werden. Diese Ar- werden. Wird der Budgetrahmen jams, while other expenses arise as
beiten erzeugen erhebliche Kos- nicht begrenzt, ergeben sich lang- the result of diversions, longer
ten. Diese Aufwendungen fallen fristig die minimalen Kosten. travel times and accidents. In com-
beim Betreiber als Bau-, Projektie- Um bei Strassen die Benutzerkos- parison with those incurred by the
rungs-, Bauleitungs- und Ver- ten bestimmen zu können, muss operator and road users, third-
kehrslenkungskosten an. Beim einerseits das Verkehrsaufkom- party costs resulting from emis-
Benutzer fallen die Kosten in ers- men (DTV, Anteil Schwerverkehr) sions are fairly low.
ter Linie als Staukosten an; wei- und die Strassenkapazität be- As traffic volumes continue to in-
tere Kosten entstehen infolge kannt sein, anderseits müssen crease and public funds come un-
Umleitungen, Langsamfahrten auch hier Algorithmen zur Ko- der ever greater pressure, the
und Unfällen. Die Kosten Dritter stenermittlung zur Verfügung need to use the available funds
infolge Immissionen sind im Ver- stehen. in a cost-effective manner also
gleich zu den Betreiber- und Be- grows more urgent. For this rea-
nutzerkosten gering. Vorgehen im ASTRA son, the Swiss Federal Roads Au-
Mit dem zunehmenden Verkehr Das ASTRA ging bei seinen Bemü- thority intends to optimise the
und dem Druck auf die öffent- hungen pragmatisch vor. Wie maintenance of the motorway
lichen Finanzen wächst die Forde- überall bestand das erste Bedürf- network, i.e. to minimise the over-
rung nach effizientem Einsatz der nis in der Kenntnis über die vor- all costs to the operator, road
Mittel. Deshalb hat sich das handene Substanz und deren Zu- users and third parties. The larger
bauwerkserhaltung 23.8.2002 14:46 Uhr Seite 155
stand. Die Unterstützung der the number of structures to be the purpose of medium-term to
Brückeningenieure für die Über- managed, the greater the need of long-term maintenance planning.
wachung der Kunstbauten sowie computer-based decision-making
die Visualisierung der Bauwerke processes. In view of this, the Swiss KUBA-DB
und deren Zustand stellen wei- Federal Roads Authority has been This is the Swiss Federal Roads Au-
tere Nutzungsmöglichkeiten dar. actively developing suitable tools thority’s engineering structures
Der grösste Nutzen entsteht, for a number of years now; one of database. The initial idea was to
wenn man die Daten zur mittel- which is intended for use in develop an inventory tool, and
und langfristigen Planung der Er- the engineering structures seg- its extension to include other
haltung nutzt. ment, in which bridges form the functions only followed at a later
most important component. It stage. With the version we have at
KUBA-DB is called KUBA-MS, which stands our disposal today (3.0), we can
Das ist die Datenbank des ASTRA. for «KUnst- BAuten-Management- display all the recorded structures
Bei der Entwicklung stand zuerst System» (Structures Management and their condition in table and
der Inventargedanke Pate, die System), and a prototype called map form, as well as produce
weiteren Bedürfnisse folgten spä- «KUBA-MS-Ticino» is currently dossiers containing all the stored
ter. Mit der heute zur Verfügung available. information about a given object.
stehenden Version 3.0 können alle The tables contain all predefined
155
erfassten Kunstbauten mit ihrem Principles data (using preconfigured or
Conservation
of structures
Zustand in Tabellen und auf Land- In addition to its overlying pur- freely selected filters), e.g. propri-
karten dargestellt und Bauwerks- pose, every maintenance plan- etor, location, type of structure,
hefte mit allen erfassten Daten ei- ning tool also has to process other etc. And in the same way it is pos-
nes Objektes erstellt werden. fundamental data such as inven- sible to produce tables concerning
Die Tabellen enthalten alle in vor- tories, condition of each struc- a given structure and the dates on
definierten oder frei gewählten ture, deterioration processes, which it has been inspected, in-
Filtern vorbestimmten Daten, z.B. costs, etc. Furthermore, we have cluding details regarding its com-
Eigentümer, Lokalisation, Bau- to know how much funding is ponents and condition.
werksart usw. Analog können Ta- available. With the aid of algo- We can also depict selected struc-
bellen über ein einzelnes Bau- rithms we can then define an op- tures on maps (together with in-
werk und seinen Inspektionen timised maintenance programme. formation about their condition),
erstellt werden, mit Angabe des If the scope of the budget is lim- again with the aid of filters.
Zustandes der Bauwerksteile. ited, we can determine the cur- With the exception of preparing
Auf Landkarten werden ebenfalls rent condition of the various inspection schedules, we cannot
die nach Filtern gewählten Bau- structures and the deferred ex- use KUBA-DB for actual planning
werke mitsamt ihrem Zustand penditure. If the scope is not lim- purposes, but assuming that data
dargestellt. ited, this results in the minimum have been entered in their en-
Mit KUBA-DB lassen sich somit costs over the long-term. tirety, this tool forms a sound ba-
ausser der Terminierung von In- In order to determine the costs re- sis for other management tasks.
spektionen keine eigentlichen lating to road users, we need to We are already making the neces-
Planungsaufgaben durchführen, have data-concerning traffic vol- sary adjustments for this purpose
aber falls die Daten vollständig umes (daily traffic volume, pro- in Version 3.1, which is currently
erfasst werden, ist sie eine gute portion of heavy goods vehicles) in preparation, and a number of
Basis für weitere Management- and road capacity, as well as algo- additional modifications will be-
Aufgaben. Bereits mit der in rithms for calculating the relevant come necessary when we intro-
Entwicklung stehenden Version costs. duce our own planning tool,
3.1 werden zu diesem Zweck KUBA-MS 1.0.
Anpassungen durchgeführt, wei- Procedure
tere Ergänzungen werden späte- The Swiss Federal Roads Authority KUBA-MS
stens mit der Einführung des ei- adopted a pragmatic approach. KUBA-MS stands for KUnstBAuten-
gentlichen Planungswerkzeuges The first need consisted in acquir- Management-System (Bridge Man- Verkehrs-
KUBA-MS 1.0 nötig. ing information concerning the agement System), and it is to be behinderungen
existing structures and their cur- used by the cantonal authorities as auf
einer Baustelle
KUBA-MS rent condition. Support for bridge well as the Swiss Federal Roads Au- verursachen
KUBA-MS bedeutet KUnstBAu- engineers in their task of inspect- thority for medium-term to long- Benutzerkosten.
ten-Management-System. Es soll ing motorway structures, and the term planning on the basis of data Traffic
auf der Basis von Daten aus ability to depict the various ob- stored in KUBA-DB. obstructions due
KUBA-DB den Kantonen und dem jects and their current condition in Maintenance encompasses both to road works
cause user costs.
ASTRA die mittel- und langfristige graphic form, are other potential preservation of substance as well
Planung der Erhaltung ermög- benefits. The greatest benefit as expansion, i.e. modifications
lichen. arises when we use the data for of, and additions to, the network.
bauwerkserhaltung 23.8.2002 14:46 Uhr Seite 156
nen verschiedene Varianten der In a structures management sys-
in den nächsten zehn Jahren tem, the maintenance tasks are
anstehenden Erhaltungspro- planned on the basis of the condi-
jekte vom Benützer definiert, tion of each structure as well as
untersucht und wirtschaftlich the development of its condition,
auf deren Auswirkungen auf die while expansions are included as
langfristige Kostenentwicklung significant events, i.e., they influ-
optimiert werden. ence the management system’s
• Auswertungen: Die in der Da- priorities list.
tenbank von KUBA-MS-Ticino At present we are using a proto-
gespeicherten Daten können type of this system (KUBA-MS-Ti-
nach verschiedenen Kriterien cino). By comparison with the first
Verteilung der jährlichen Kosten für den Unterhalt der
ausgewertet werden. Damit bie- operational version (KUBA-MS
Nationalstrassen 1997–1999.
Average expenditures of the cantons and the confederation ten sich viele Möglichkeiten von 1.0), which is expected to be ready
for the maintenance of the national motorway network Analysen und Auswertungen. for 2004/2005, this prototype fo-
from 1997 to 1999. • Parameterstudien und Sensitivi- cuses solely on bridges, does not
Die Erhaltung umfasst den Unter- tätsanalysen: Durch Variation der directly access data from KUBA-
halt und den Ausbau, d.h. Anpas- verschiedenen Parametersätze DB, and does not perform all the
156
sungen und Ergänzungen am und ihrer Kombination können functions that are foreseen for
Conservation
of structures
Netz. Der Unterhalt wird in einem Parameterstudien und Sensiti- Version 1.0. It contains the follow-
solchen System aufgrund des Zu- vitätsuntersuchungen durchge- ing program functions:
standes und der Zustandsentwick- führt werden, so z.B. für die • Inspection of structures: sup-
lung geplant, der Ausbau wird als Verfallsgesetze. Solche Analysen ports the entry of data concern-
Ereignis mit berücksichtigt, d.h., sind anspruchsvoll und nur er- ing the condition of each struc-
er beeinflusst die Prioritätenlisten fahrenen Anwendern zu emp- ture.
des Managementsystems. fehlen. • Optimisation of preservation
Heute steht der Prototyp KUBA- strategy: definition of economi-
MS-Ticino zur Verfügung. Im Ver- Netzweite Betrachtun- cally optimal preservation strat-
gleich zur ersten operationellen gen (Asset Management) egy for a given quantity of struc-
Version, KUBA-MS 1.0, welche für Die Betrachtung der Benutzerkos- tures. The basis here comprises
2004/2005 vorgesehen ist, be- ten führt zwangsweise zur Forde- an optimal and a minimal strat-
schränkt sich der Prototyp KUBA- rung nach integraler und zentra- egy (preservation of operational
MS-Ticino auf Brücken, greift ler Planung des Unterhalts, denn condition and safety).
nicht direkt auf KUBA-DB-Daten für einen Fahrzeuglenker spielt es • Financial requirements: calcula-
und besitzt nicht alle vorgesehe- keine Rolle, ob die Instandsetzung tion of the financial require-
nen Funktionalitäten. Folgende einer Brücke oder des Belages die ments per annum for these two
Programmfunktionen sind ent- Ursache für den Verkehrsstau bil- strategies, as well as for any
halten: det. Unter dem Namen UPlaNS other necessary maintenance
• Bauwerksinspektion: Unterstüt- läuft deshalb im ASTRA ein Pro- strategies, throughout the entire
zung der Aufnahme von Zu- jekt, mit dem der Unterhalt und trial period.
standsdaten. die Umgestaltung des gesamten • Optimisation of preservation op-
• Optimierung der Erhaltungs- Netzes geplant werden soll. Dieses tions: we can define and ex-
strategie: Bestimmung der wirt- umfasst neben den Kunstbauten amine options concerning main-
schaftlich optimalen Erhaltungs- die Beläge, die bergmännischen tenance projects that will be
strategie für einen bestimmten Tunnels und elektromechanischen required for a selected group of
Bauwerksbestand. Als Basis- Anlagen. structures over the next ten
strategien befolgt er die opti- Mit einem solchen Werkzeug las- years, and can optimise them
male Strategie und die minimale sen sich die Gesamtkosten der Er- from the point of view of their
Strategie (Aufrechterhaltung haltung minimieren, insbesondere economic impacts on the long-
der Betriebsbereitschaft und der lassen sich die Verkehrsbehinde- term costs trend.
Sicherheit). rungen auf das für den Bau nötige • Evaluation: we can evaluate the
• Finanzbedarf: Er berechnet für Minimum reduzieren. Wegen der data stored in the KUBA-MS-Ti-
die beiden Basisstrategien und Komplexität der Verfahren wer- cino database on the basis of dif-
für weitere Erhaltungsstrategien den leistungsfähige IT-Werkzeuge ferent criteria. This tool there-
den Finanzbedarf pro Jahr über noch eine Weile nicht zur Verfü- fore provides us with numerous
den untersuchten Betrachtungs- gung stehen. Aus diesem Grunde options with respect to analyses
zeitraum. geht das ASTRA pragmatisch vor and evaluations.
• Optimierung von Erhaltungsva- und behilft sich mit einfachen • Parameter studies and sensitivity
rianten: Für eine ausgewählte Abläufen, die für die Strassenbe- analyses: We are able to carry out
Gruppe von Kunstbauten kön- nutzer Erleichterungen vorsehen. parameter studies and sensitivity
bauwerkserhaltung 23.8.2002 14:46 Uhr Seite 157
Heute stützt man sich auf Instand- analyses by modifying the vari- Due to the complexity of the vari-
setzungsprojekte der Kantone, ous sets of parameters and their ous procedures, it will still be quite
welche im ASTRA ohne EDV- combinations – for example, for a while before we have sufficiently
Unterstützung zu Massnahmen- the laws of deterioration. How- powerful IT tools at our disposal.
paketen eines definierten Unter- ever, analyses of this type are The Swiss Federal Roads Authority
haltsabschnittes kombiniert wer- very complex and should there- has therefore adopted a pragmatic
den. Die Benutzerkosten werden fore only be attempted by expe- approach, and is starting out with
sicher reduziert, die Minimierung rienced users. simple procedures that are in-
der Gesamtkosten kann aber nicht tended to bring about relief for
nachgewiesen werden. Network-wide road users. Today we rely on main-
asset management tenance projects on the part of the
Schlussbemerkung The consideration of user costs in- cantonal authorities, which we
Die Entwicklung der Manage- evitably gives rise to the need for combine internally (without using
mentwerkzeuge im ASTRA haben integral and central planning of dataprocessing tools) into pack-
zum Ziel, die Erhaltung des Stras- maintenance tasks. After all, for ages of measures for the mainten-
sennetzes im Allgemeinen und road users it is of little conse- ance of a defined section of mo-
der Kunstbauten im Besonderen quence whether a traffic jam has torway. In this way it is certainly
wirtschaftlich optimal zu planen. been caused due to maintenance possible to cut user costs, but it is
157
Mit dem breiten Einsatz von work on a bridge or repairs to the not possible to achieve a minimisa-
Conservation
of structures
KUBA-DB als Datenbasis und der pavement. The Swiss Federal Roads tion of overall costs.
vorgesehenen Realisierung von Authority has therefore initiated a
KUBA-MS 1.0 wird in absehbarer project called «UPlaNS», in which Concluding remarks
Zukunft die Wirtschaftlichkeit der the aim is to develop a method for The Swiss Federal Roads Author-
Erhaltung optimiert und die Zu- planning maintenance tasks and ity’s main aim behind its develop-
standsentwicklung des Bestandes modifications for the entire net- ment of management tools is to
für verschiedene Szenarien darge- work. In addition to bridges and plan the maintenance of the mo-
legt werden können. Mit der inte- other structures, this is to include torway network in general, and
gralen und zentralen Planung des pavement, tunnels and electro- engineering structures in particu-
Strassenunterhalts werden in ab- mechanical installations. lar, in an economically optimised
sehbarer Zukunft weitere Schritte With such an all-encompassing manner. With the widespread use
in Richtung der wirtschaftlich op- tool we would be able to minimise of KUBA-DB as a database, and the
timalen Erhaltung des National- the overall maintenance costs, and subsequent development of
strassennetzes getan. in particular would also be able to KUBA-MS 1.0, we will be able to
reduce interference with traffic optimise the economic efficiency
flow to the minimum level re- of maintenance operations in the
quired for the tasks concerned. foreseeable future, as well as de-
pict the development of the condi-
tion of selected structures for vari-
ous scenarios. And with the
integral and central planning of
road maintenance, we will also be
able to take a further step in the
direction of economically optimal
maintenance of our motorway
network.
Verfasser /Author
Jean-Pierre Joris
dipl. Bauing. ETH
Bundesamt für Strassen (ASTRA)
CH-3003 Bern
jeanpierre.joris@astra.admin.ch
KUBA-DB, Darstellung von Objekten der A 3 und ihres Zustandes auf einer
Landkarte.
KUBA-DB, Presentation of objects of the A 3 and their condition on a map of
the Federal Office of Topography.
bauwerkserhaltung 23.8.2002 14:46 Uhr Seite 158
Instandsetzung des Naxbergtunnels
Rehabilitation of the Naxberg tunnel
Peter Kübler, Jodok Bregy Projektdaten
Region
Zentralschweiz, Kanton Uri
Nutzung des Bauwerks
2-röhriger Autobahntunnel A 2
1 Bauherr
Kanton Uri vertreten durch die
Baudirektion, Amt für Tiefbau
Projektingenieur / Bauleitung
Ingenieurgemeinschaft
Basler & Hofmann, Bänziger
+ Köppel + Partner, Projekta AG
Bauausführung
Arbeitsgemeinschaft ZMB
Zschokke Locher AG, Murer AG, Bau AG
Kenndaten
3-spurige Bergröhre: 520 m
2-spurige Talröhre: 455 m
Bergbau ca. 80 %, Tagbau ca. 20 %
158 Instandsetzungskosten: ca. 16 Mio. CHF.
Bauzeit Bergröhre: März bis Juni 2000
Conservation
of structures
Bauzeit Talröhre: März bis Juni 2001
Ursprüngliches Normalprofil Fels.
Wiedereröffnung: im Juli 2000 resp. Juli
Bored tunnel standard section before rehabilitation. 2001
Herausragende Merkmale
Instandsetzungsarbeiten unter schwierigen
Übersicht besteht abschnittsweise aus an- Arbeitsverhältnissen bei minimal
Der Naxbergtunnel liegt auf dem stehendem Fels mit oder ohne zugelassenen Verkehrsbehinderungen
Autobahnabschnitt (A 2) zwischen Sicherung (Spritzbeton und Fels- und engen Terminvorgaben
Wassen und Göschenen in un- anker), aus Einbaubögen mit Be-
mittelbarer Nähe des Gotthard- tonverfüllung sowie aus Ortbe-
Strassentunnels und wurde in den tongewölben. Das Innengewölbe
Siebzigerjahren erstellt. Von 1999 setzt sich zu 80 % aus vorfabrizier-
bis 2001 wurde dieser Autobahn- ten Betonelementen und zu Summary
abschnitt einer Generalrevision rund 20 % aus armiertem Ortbe- The Naxberg tunnel is located
unterzogen, mit der Vorgabe eine ton zusammen. Die vorfabrizier- along the motorway A 2 in the
Nutzungsdauer von 75 Jahren für ten Betonelemente (2 Wandplat- heart of the Swiss Alps, very close
die Tragstrukturen zu gewährlei- ten, 1 Deckenplatte) bilden einen to the Gotthard road tunnel, and
sten. Der Naxbergtunnel besteht 4-Gelenk-Bogen mit zwei seit- was built in the 1970s. From 1999
aus der 520 m langen, 3-spurigen lichen Abstützungen der oberen to 2001, this section of the motor-
Bergröhre (2 Fahrspuren, 1 Stand- Gelenkpunkte zur Aufnahme der way was given a general over-
spur) und der 2-spurigen Talröhre Horizontalkräfte der Decken- haul, with the objective of gua-
mit einer Länge von 455 m. Der platte (Bild 1). ranteeing a usable life of 75 years
Tunnel liegt grösstenteils im mas- for the supporting structures. The
sigen Granitfels. Ausgangslage Naxberg tunnel consists of a
vor Instandsetzung 520 m long, three lane tunnel for
Tragstruktur Die Abgase der Fahrzeuge und the upward traffic (2 carriage-
Naxbergtunnel die Einwirkungen des Streusalzes ways and one lane for the slow
Die Tragstruktur des Naxberg- aus dem Verkehr der letzten traffic) and a two-lane tunnel for
tunnels umfasst verschiedene 25 Jahre haben die Bauteile stark the downward traffic, with a
Bauteile, welche in Bezug auf belastet und erforderten eine length of 455 m. The tunnel lies
Tragsicherheit und Gebrauch- Instandsetzung. Beim Innenge- mainly in solid granite.
stauglichkeit unterschiedliche Be- wölbe des Bergbaus wiesen die
deutung aufweisen. Die Tunnel- vorfabrizierten Betonelemente Naxberg tunnel
röhren wurden zu ca. 20 % im mit einer Konstruktionsstärke von structure
Tagbau erstellt. Die Tagbaustre- lediglich 50 mm einen hohen The Naxberg tunnel structure
cken bestehen aus massiven, ar- Chloridgehalt auf, und die Armie- consists of a number of different
mierten Ortbetongewölben von rung war im Begriff zu korrodie- construction elements, which are
50 bis 80 cm Stärke. In den Berg- ren oder war mindestens stark of varying importance with re-
baustrecken wird zwischen Aus- korrosionsgefährdet. Bei den Tag- gards the load-bearing capacity
sen- und Innengewölbe unter- baustrecken wies die Betonstruk- and guarantee of usability. 20 %
schieden. Das Aussengewölbe ist tur Mängel auf, und die Beweh- of the tunnel length were built in
die eigentliche Tragstruktur und rung war durch Chlorideintrag bis open-cut excavations. The cut and
bauwerkserhaltung 23.8.2002 14:46 Uhr Seite 159
Project data 2
Region
Central Switzerland, canton of Uri
Use of the structure
Twin-tube A 2 motorway tunnel
Owner
Canton of Uri represented by the building
authority, Civil Engineering Department
Project engineers / site management
Engineering Consortium
Basler & Hofmann, Bänziger
+ Köppel + Partner, Projekta AG
Contractors
ZMB Consortium
Zschokke Locher AG, Murer AG, Bau AG
Technical data
3-lane tunnel, 520m (upward traffic)
2-lane tunnel, 455m (downward traffic)
Bored tunnel 80%, cut
and cover tunnel 20% 159
Normalprofil Fels nach Instandsetzung.
Rehabilitation costs ca. CHF 16 million
Conservation
of structures
Construction period 3 lane tunnel: Bored tunnel standard section after rehabilitation.
March till June 2000
Construction period 2 lane tunnel:
March till June 2001
Reopening: July 2000 cover sections consist of solid, re- panels) make up a four-section
and July 2001 respectively inforced cast-in-place concrete arch with two side supports for
Special characteristics vaults 50 to 80 cm thick. In the the upper joints, to take the hori-
Rehabilitation work under difficult working tunnelled sections, a distinction is zontal loading of the ceiling pan-
conditions, minimally permitted traffic
obstruction and strict deadlines
made between the outer and the els (figure 1).
inner final lining. The outer lining
is the actual bearing structure, Condition prior to
and consists in sections of bedrock rehabilitation work
in eine Höhe von 3 m über der only with or without lining (spray- The exhausts of vehicles and the
Fahrbahnoberkante am Korrodie- ed concrete and rockbolts), of effects of de-icing salt from traffic
ren. Es waren Schäden in Form steel girders with concrete filling, over the past 25 years have had a
von Rissen und Abplatzungen and cast-in-place linings. The in- strongly negative effect on the
festzustellen. ner final lining consists of up to structural elements, resulting in
Alles im Tunnel anfallende Wasser 80% prefabricated concrete ele- the need for rehabilitation work.
wurde bisher im Mischsystem ent- ments and up to approximately In the case of the inner tunnel lin-
wässert. So floss das Bergwasser 20% reinforced cast-in-place con- ing, the prefabricated concrete el-
aus dem Hohlraum hinter den crete. The prefabricated concrete ements with a structural thickness
vorfabrizierten Betonelementen elements (2 wall and 1 ceiling of just 50 mm show a high chlo-
in die Rigole der Strassenentwäs-
serung und beim Nordportal zu-
sammen mit dem Strassenwasser 3
direkt in den Vorfluter.
Instandsetzungskonzept
Die vorfabrizierten Betonele-
mente des Innengewölbes wer-
den vollumfänglich entfernt und
durch eine Abdichtung und ein
unarmiertes Innengewölbe aus
Ortbeton ersetzt (Bild 2). Das
neue Innengewölbe weist auf-
grund der bestehenden, sehr
stark variierenden Ausbruchgeo-
metrie eine Stärke zwischen 25
und 130 cm auf. Auf rohe Felsbe-
reiche wird vor dem Anbringen
der Drainagematte und der Ab- Abbruch der vorfabrizierten Betonelemente.
dichtung rund 7 bis 30 cm Spritz- Demolition of prefabricated concrete elements.
bauwerkserhaltung 23.8.2002 14:47 Uhr Seite 160
ride content, and the reinforce-
4
ment is already corroding or
greatly jeopardised by corrosion.
In the cut and cover sections, the
concrete structure is in need of re-
pair, and the reinforcement was
undergoing corrosion from chlo-
ride up to a height of 3 m above
the carriageway surface, resulting
in damages in the form of crack-
ing and chipping of the concrete.
All of the water entering the tun-
nel has been drained so far via a
mixing system. The underground
water flowed from the hollow
chamber behind the prefabri-
cated concrete elements into the
Innengewölbeschalung. road drainage, and from there di-
160 Formwork for the inner lining. rectly together with the road run-
Conservation
of structures
off water into the river at the
north portal.
beton als Abdichtungsträger auf- setzt. Das anfallende Bergwasser
getragen. In den Tagbaustrecken (Sauberwasser) fliesst hinter der Rehabilitation work plan
werden die äusseren 7 cm Beton Abdichtungsfolie in einer Draina- The prefabricated concrete ele-
bis in eine Höhe von 3 m über gematte zur Gewölbedrainage- ments of the inner lining were re-
Fahrbahnoberkante mit Hoch- leitung und dann direkt in den moved in their entirety, and re-
druck-Wasser (HDW) abgetragen, Vorfluter. Das Strassenwasser placed by a seal and an
und die Bewehrung bis zu einem (Schmutzwasser) wird über eine unreinforced new inner lining of
Reinheitsgrad von Sa 2 entrostet. Schlitzrinne gefasst, aus Gründen cast-in-place concrete (figure 2).
Der abgetragene Bereich wird des Brandschutzes alle 50 m sipho- The new inner lining, due to the
mittels Vorbeton mit einer Stärke niert, in Aufbereitungsanlagen greatly varying former excavation
von 12 cm reprofiliert. Ein Ober- gesäubert und erst dann in den geometry, showed a thickness of
flächenanstrich bis 4 m über der Vorfluter abgegeben. Die heute between 25 and 130 cm. Prior to
Fahrbahn schützt das neue Innen- bestehenden Kabelkanäle wer- the emplacement of drainage
gewölbe resp. den reprofilierten den durch Kabelblöcke in Ortbe- meshes and sealing, around 7 to
Beton vor erneutem Chloridein- ton ersetzt. 30 cm of sprayed concrete was ap-
trag. Die heutige Entwässerung plied as seal support to the ex-
wird durch ein Trennsystem er- Bauausführung posed bedrock sections. In the cut
Die Instandsetzungsarbeiten der and cover sections, the external
Bergröhre erfolgten von Anfang 7 cm concrete was removed by
5
März bis Ende Juni 2000, die der high-pressure water to a height of
Talröhre von Anfang März 2001 3 m over the carriageway upper
bis Ende Juni 2001. Während der surface, and the reinforcement
Sperrung der jeweiligen Tunnel- derusted to a purity of Sa 2. The so
röhre wurde der Verkehr im treated sections were reprofiled
Gegenverkehr in die Nachbar- by 12 cm thick concrete. A surface
röhre umgeleitet. Für die Er- protective layer up to 4 m above
schliessung der Nachbarbaustel- the carriageway surface will pro-
len musste immer eine Werkspur tect the new inner lining and the
durch die Baustelle geführt wer- reprofiled concrete from new
den, was den Arbeitsraum im Tun- chloride attack. The old drainage
nel sehr stark einschränkte. In ei- system has been replaced by a
nem ersten Schritt wurden im separating system. The arising un-
Bereich des Bergbaus die Beton- derground water (clean water)
elemente während der Nacht mit flows behind the seal layer into a
schwerem Gerät abgerissen (Bild drainage mesh to the arch
3). Anschliessend erfolgte der Ab- drainage system, and then directly
bruch der seitlichen Bankette so- into the river. The road run-off
HDW-Roboter. wie der Auftrag des Spritzbetons water (contaminated water) is col-
High-pressure water robot. als Trägerschicht für die Regen- lected via a slotted gutter, which
bauwerkserhaltung 23.8.2002 14:47 Uhr Seite 161
schirmabdichtung. Nach dem Be- for fire protection reasons is si-
6
tonieren der Gewölbewiderlager phoned every 50 m, and cleaned
sowie dem Aufbringen der Drai- in treatment plants before being
nagematte und der Abdichtungs- released into the river. The previ-
folie wurde das Innengewölbe ous cable ducts were replaced by
im Pilgerschritt-Verfahren erstellt cast-in-place cable ducts.
(Bild 4). Dazu kamen zwei selbst-
fahrende Schalungswagen zu je Construction work
120 t zum Einsatz. In den Tagbau- The rehabiliation work on the
strecken wurde nach dem Ab- three line tunnel was carried out
bruch der Bankette der chloridbe- from the beginning of March till
lastete Beton mit HDW-Robotern the end of June 2000, those of the
abgetragen und reprofiliert (Bild two line tunnel from the begin-
5). Das Erstellen der Bankette mit ning of March till the end of June
den entsprechenden Werkleitun- 2001. During the closure of each
gen, der Auftrag des Oberflä- of the tunnel tubes, the traffic
chenschutzes sowie der Ersatz der was diverted through the neigh-
Verschleissschicht der Fahrbahn bouring tube. The work being Abschlussarbeiten im Tagbaubereich.
Finalisation work in cut and cover section.
161
schlossen die Instandsetzungsar- carried out in the adjoining con-
Conservation
of structures
beiten ab (Bild 6). struction site required a working
lane through the site to be main-
Erfahrungen tained throughout the work pe- tween the owner, engineers site
Die sehr knappe Bauzeit von je 3 riod, which greatly limited the supervision and contractors, not
Monaten pro Tunnelröhre und available working space in the to mention very detailed plan-
die engen Platzverhältnisse im tunnel. The first stage involved re- ning of each of the work steps. All
Tunnel erforderten eine intensive moving the concrete elements in of the work steps for the correc-
Zusammenarbeit zwischen Bau- the three-lane tunnel during the tive rehabilitation were con-
herr, Planer und Unternehmer so- night by heavy equipment (figure ducted within a working area no
wie eine minuziöse Planung der 3). Then the demolition of the more than 100 m long. These com-
einzelnen Arbeitsschritte. Sämtli- shoulder (footpath) and the ap- prehensive tasks could only be
che Arbeitsschritte für die In- plication of the sprayed concrete successfully concluded within the
standsetzung fanden teilweise as support for umbrella seal was schedule by use of a 3-shift opera-
innerhalb eines Arbeitsbereiches carried out. After the concreting tion over a 6-day working week.
von 100 m statt. Diese umfangrei- of the arch abutment and the em- Of particular importance for the
chen Arbeiten konnten nur durch placement of the drainage mesh construction schedule was the
einen 3-Schicht-Betrieb während and the sealing layers, the inner construction of the inner lining
6 Tagen in der Woche terminge- lining (cast-in-place conrete) was within eight weeks in each case
recht bewältigt werden. Kritisch rebuilt in step-by-step procedure regarding the former excavation
in Bezug auf das Bauprogramm (figure 4). Two self-powered geometry up to 220 m3 concrete
war insbesondere die Erstellung formwork vehicles, each 120 t, were required per 10 m section.
des Innengewölbes innerhalb von were used. In the cut and cover The rehabilitation work of this
jeweils acht Wochen, wobei auf- sections, after the demolition of motorway section under condi-
grund der Ausbruchgeometrie bis the shoulder (footpath), the chlo- tions of minimal traffic interrup-
zu 220 m3 Beton pro 10-m-Etappe ride-damaged concrete was re- tion, and under the special condi-
eingebracht werden musste. Die moved by high-pressure water tions of a mountainous region,
Instandsetzung des Autobahnab- robots and reprofiled (figure 5). placed high demands on the qual-
schnittes Wassen – Göschenen un- The reconstruction of the shoul- ity of the work and the mainte-
ter minimal zugelassenen Ver- der with the respective utility nance of schedules and budgets.
kehrsbehinderungen und unter lines, the application of the sur-
den besonderen Umgebungsbe- face protection, and the replace-
dingungen einer Bergregion ment of the sealing layer of the Verfasser /Authors
stellte hohe Anforderungen an carriageway concluded the reha- Peter Kübler
dipl. Bauing. ETH, Basler & Hofmann AG
die Qualität der Arbeiten und an bilitation work (figure 6). Forchstrasse 395, CH-8029 Zürich
die Einhaltung von Terminen und pkuebler@bhz.ch
Kosten. Conclusion
Jodok Bregy
The very limited construction time dipl. Bauing. ETH, Basler & Hofmann AG
of just 3 months for each of the Forchstrasse 395, CH-8029 Zürich
tunnel tubes, and the tight space jbregy@bhz.ch
in the tunnel, demanded a well-
coordinated cooperation be-
bauwerkserhaltung 23.8.2002 14:47 Uhr Seite 162
Anpassung von Maillart-Brücken an künftige Nutzungsanforderungen
Upgrading of Maillart bridges for future requirements
Projektdaten
Martin Diggelmann
siehe Tabelle 1
Projektverfasser
Robert Maillart, Bern (1872–1940)
dung von Zwängungen benützte Bauherren
1 Tiefbauamt des Kantons Bern,
er ausschliesslich statisch be- Oberingenieurkreis I
stimmte Dreigelenkbögen. Dieses Gemeinden Habkern, Wahlern,
Konzept war den damaligen Mög- Rüeggisberg
lichkeiten der Eisenbetonbau- Projektingenieure für Erhaltung
weise angepasst und ermöglichte Diggelmann + Partner AG, Bern
den Bau von leichten, eleganten www.dig-ing.ch
Moor Hauser + Partner AG, Bern
Brücken. Vertreter der steifen Bö- www.moorhauser.ch
gen sind die Rossgraben-, die Gar-
statt- sowie die Salginatobel- Beratung
Prof. Dr. E. Brühwiler, ETH Lausanne
brücke. Eine Besonderheit stellt
die zweispurige, schiefwinklige Planung und Durchführung der
Garstattbrücke mit zwei einzelnen, in Längsrichtung Garstattbrücke dar, welche aus Erhaltungsmassnahmen
162 versetzten dreigelenkigen Kastenbögen. 1994 / 2000–2005
zwei einzelnen, in Längsrichtung
Garstatt bridge with two single three-jointed box-arches
Conservation
of structures
versetzten dreigelenkigen Kasten- Besondere Merkmale
staggered in the longitudinal. Elegante, filigrane Bauwerke,
bögen besteht (Bild 1).
damals wirtschaftlich erstellt durch
Eine wegweisende Weiterent- ökonomischen Einsatz der Mittel,
wicklung führte zu den versteif- wegen Alterung und Überbeanspruchung
Einführung ten Stabbögen ohne Gelenke. Die mittelfristig gefährdet, als Zeitzeugen
unbedingt erhaltenswert
Die Brücken von Robert Maillart Lehrgerüstkosten konnten erheb-
sind weltbekannt; die Salginato- lich gesenkt werden, da zunächst
belbrücke im Kanton Graubün- nur das Gewicht der dünnen Ge-
den ist wohl die berühmteste wölbeplatte zu tragen war. Die
(siehe Artikel von H. Figi). Weitere aufgeständerte Fahrbahnplatte
zehn zum Teil bedeutende Brü- mit den Brüstungen bildete den
cken Maillarts befinden sich in ab- Versteifungsträger. Dieses System Introduction
gelegenen Regionen des Kantons war auch für gekrümmte Brücken The bridges of Robert Maillart are
Bern [7]. Sie wurden in den Jahren anwendbar. Vertreter der versteif- known throughout the world; the
1930 bis 1940 in Stahlbeton er- ten Stabbögen sind die Spital-, die Salginatobel bridge in the canton
stellt; die meisten davon befinden Traubach- und die Schwandbach- of Grisons is probably the most fa-
sich im Originalzustand. Die Bau- brücke (Bild 2) [2], [3]. mous (see article by H. Figi). A fur-
werke müssen jedoch an neue ther ten bridges, some of them
Nutzungsanforderungen ange- Erhaltungswert significant, are to be found in re-
passt werden. In diesem Aufsatz der Bauwerke mote regions of the canton of
werden grundsätzliche Überle- Im schweizerischen Mittelland Berne [7]. They were built in the
gungen zur Erhaltung der interes- wurden viele Brücken Maillarts years between 1930 and 1940
santesten Brücken erläutert (Ta- wegen ungenügender Breite und with reinforced concrete, and the
belle 1). zu geringer Tragfähigkeit inzwi- majority of them are still in their
schen ersetzt oder komplett um- original state. However, the
Beschreibung gebaut. Hingegen blieben die bridges will have to be adapted
der Brücken Brücken in den abgelegenen Re- for the requirements of future
Maillarts Brücken sind durch die gionen wegen den bisher beschei- utilisation. In this article basic
absolute Ökonomie der Mittel ge- denen Nutzungsanforderungen considerations are made concern-
kennzeichnet. Durch zweckmäs- grösstenteils im Originalzustand ing the preservation of the most
sige Konstruktionen sind alle erhalten. Als Zeugen einer techni- interesting bridges (table 1).
Elemente einer Brücke optimal schen Entwicklung steigt dadurch
ausgenützt. Die Abmessungen deren historisch-kultureller Erhal- Description
der einzelnen Stahlbetonteile tungswert. Die originale Bausub- of the bridges
sind minimiert, alles Überflüssige stanz sollte konserviert und nicht Maillart’s bridges are charac-
ist weggelassen [1]. ersetzt werden [4]. terised by an absolute economy
Beispielsweise löste Maillart die of resources. By choosing efficient
ursprünglich massiven Bogen- Überprüfung structural systems, all elements of
brücken in einzelne Scheiben auf, und Erhaltungskonzepte a bridge are optimally used. The
welche zusammen als räumliches Die einzelnen Bauwerke sind in dimensions of the individual rein-
Tragwerk wirken. Zur Vermei- einem erfreulich guten Zustand. forced concrete parts are min-bauwerkserhaltung 23.8.2002 14:47 Uhr Seite 163
Project data
imised, and anything unnecessary ity. On the other hand the bridges
see table 1 is omitted [1]. in the remote regions have been
For example, Maillart broke down mainly preserved in their original
Project author
Robert Maillart, Bern (1872–1940) the original massive arch bridges state, due to their modest utilisa-
into individual plates, which func- tion requirements up to now. As a
Owners tion together as spatial structures. witness of technical progress,
Civil engineering inspectorate
of the canton of Bern, District I In order to avoid imposed defor- their historical-cultural conserva-
Communities of Habkern, Wahlern, mations, he used exclusively stati- tion value thereby increases. This
Rüeggisberg cally determined three-hinged heritage should be preserved and
Project engineers for the conservation arches. This concept was adapted not replaced [4].
Diggelmann + Partner AG, Bern to the limitations of reinforced
www.dig-ing.ch concrete of that time and enabled Examination and
Moor Hauser + Partner AG, Bern
www.moorhauser.ch the building of light and elegant preservation concepts
bridges. Examples of rigid arches The individual structures are in
Expert are the Rossgraben bridge and satisfactorily good condition. Cor-
Prof. Dr. E. Brühwiler, Swiss Federal
Institute of Technology Lausanne (EPFL) the Salginatobel bridge. The two- rosion damage on the reinforce-
lane, skew Garstatt bridge is spe- ment bars has only occurred when
Planning and execution of the cial as it consists of two box- humidity in the porous tamped
conservation measures 163
1994 / 2000–2005 arches being longitudinally concrete could not dry out. More
Conservation
of structures
staggered (figure 1). serious is the corrosion damage
Special characteristics A ground-breaking development due to deicing salt penetrating
Elegant, filigree structures,
at that time economically built by lead to the deck-stiffened arches into the reinforced concrete be-
efficient deployment of means, because without joints. The falsework cause of a lack of sealing or leaky
of ageing and overloading endangered costs could be considerably re- expansion joints in the carriage-
medium-term, absolutely worthy
of preservation as contemporary duced, since initially only the way.
witnesses weight of the thin arch plate had Maillart designed his bridges for
to be supported. The elevated secondary roads according to the
carriageway slab with the para- then valid standards. In a homo-
pets constitutes the stiffening geneous state the arches hardly
support. This system was also ap- experienced any tensile stresses,
Korrosionsschäden an Beweh- plicable to curved bridges. Exam- so that the reinforcement re-
rungsstäben sind nur dort ent- ples of the deck-stiffened arches mained unconsidered. Recent
standen, wo Feuchtigkeit im are the Spital bridge, the structural analysis has shown that
porösen Stampfbeton nicht aus- Traubach bridge and the the load-bearing resistance of the
trocknen konnte. Schwerwie- Schwandbach bridge (figure 2) arches determined in the cracked
gender sind Korrosionsschäden, [2], [3]. state is substantially higher than
wo Tausalze wegen fehlender originally calculated. This was al-
Abdichtung und undichter Fahr- Conservation ready suspected in 1940 when
bahnübergänge in die Betonkon- value of the bridges load tests were made, it could
struktion eindringen konnten. In the Swiss plateau Maillart’s however not be verified. The
Maillart hat seine Brücken für bridges have often been replaced load-bearing reserves in the case
Nebenstrassen gemäss den da- or completely rebuilt due to insuf- of the Garstatt bridge enable the
mals gültigen Normen dimensio- ficient width of the carriageway permissible vehicle weight to be
niert. and too low load-bearing capac- increased from 14 to 32 metric
Im Aufsatz beschriebene Maillart-Brücken.
Tabelle 1/ Table 1 Maillart bridges described in the article.
Type Name of bridge Place Year Span Width Permitted loading
(all in the canton of Berne) [m] [m] original/actual/after
strengthening
[t]
Deck-stiffened arch Spital Adelboden 1930/31 30.00 5.80 14 / – / 40
Traubach Habkern near Interlaken 1932 40.00 4.00 7 / 12 / 28
Schwandbach Hinterfultigen near Schwarzenburg 1933 37.40 4.45 7 / 12 / –
Three-hinged arch Rossgraben Schwarzenburg 1932 82.00 3.60 7 / 12 / –
Aarebrücke Innertkirchen 1934 30.00 7.60 14 / 32 / 40
Garstatt bridge over river Simme Garstatt, Simmental 1939/40 32.00 6.50 14 / 32 / 40bauwerkserhaltung 23.8.2002 14:47 Uhr Seite 164
notfalls ersetzt. Der Entwässe- tons [5]. On the other hand an in-
2
rung ist in jedem Fall grösste Be- crease in crack formation must be
deutung beizumessen [6]. taken into account, which is un-
favourable for the durability.
Massnahmen The conservation concepts for all
zur Erhöhung der the bridges are based on the same
Tragfähigkeit strategy. The original character
Mit der Anhebung der zulässi- and the appearance of the
gen Lastwagengewichte in der bridges are to be kept at all costs.
Schweiz von 28 auf 40 Tonnen Noteworthy characteristics such
im Jahr 2000 sind die Trag- as the filigree railings for example
lastreserven der unverstärkten must be maintained. The intact
Schwandbachbrücke, versteifter Stabbogen mit Maillart Brücken endgültig er- components and the surfaces are
gekrümmter Linienführung. schöpft (Bild 3). Mit Ausnahme to be gently and carefully treated
Schwandbach bridge, horizontally curved deck-stiffened der Schwandbach- und der Ross- and protected with hydrophobic
arch.
grabenbrücke, welche auch zu- glazing or corrosion inhibitors.
künftig höchstens durch 12 Ton- Surface coatings are only to be
nen belastet werden, müssen die used in the case of especially ex-
164
Im homogenen Zustand erhielten erhaltenswerten Brücken ver- posed components, e.g. direct
Conservation
of structures
die Bögen unter damaligen Ver- stärkt werden, sofern sie nicht and splash exposure to deicing
kehrslasten kaum Zugspannun- umfahren werden können. salts. Damaged elements when
gen, sodass die Bewehrung un- Versteifte Stabbögen lassen sich possible are to be restored with
berücksichtigt blieb. Kürzlich generell einfacher verstärken als appropriate building materials
durchgeführte Tragwerksanaly- Kastenbögen, da sich die wesent- and only to be replaced if ab-
sen zeigen, dass die im gerissenen lichen Massnahmen auf den solutely necessary. Maximum con-
Zustand ermittelten Tragwider- Versteifungsträger beschränken. sideration must be paid to the
stände der Bögen wesentlich Die Erhöhung der Tragfähigkeit question of water drainage [6].
höher liegen als ursprünglich be- kann durch Aufbetonieren der
rechnet. Dies wurde bereits auf- ohnehin instandsetzungsbedürf- Measures to increase the
grund der Belastungsversuche tigen Fahrbahnplatte und durch load-bearing capacity
von 1940 vermutet, konnte aber die Verstärkung der Brüstungen The load-bearing reserves of the
nicht verifiziert werden. Die Trag- erreicht werden (Traubachbrücke, unstrengthened Maillart bridges
lastreserven erlauben im Falle der Bild 4). are definitely exhausted with the
Garstattbrücke, die zulässigen Die Verstärkung von Kastenbö- raising of the permissible weight
Fahrzeuggewichte von ursprüng- gen hingegen ist statisch komplex of heavy-goods vehicles in
lich 14 auf 32 Tonnen anzuheben und baulich aufwändig. Bei die- Switzerland from 28 to 40 t in the
[5]. Dabei ist jedoch mit einer Zu- sen Konstruktionen rächt sich das year 2000 (figure 3). With the ex-
nahme der Rissbildung zu rech- geniale Konzept Maillarts, da alle ception of the Schwandbach and
nen, was sich ungünstig auf die Teile des in Scheiben aufgelösten Rossgraben bridges, which even
Dauerhaftigkeit auswirkt. Bauwerks betroffen sind (Gar- in the future will only be loaded
Die Erhaltungskonzepte basieren stattbrücke). Der Umbau in ein
für alle Brücken auf der gleichen statisch unbestimmtes System mit
Strategie. Der ursprüngliche Cha- Blockierung des ohnehin schad-
rakter und das Erscheinungsbild haften Scheitelgelenkes ist genau
der Bauwerke sind unbedingt zu zu analysieren, um unerwünschte
erhalten. Prägnante Stilmerkmale Rissbildungen zu vermeiden.
wie zum Beispiel filigrane Gelän-
der dürfen nicht verloren gehen.
Die intakten Bauteile und Ober-
flächen sind mit hydrophobieren-
den Lasuren oder Inhibitoren
sanft und sorgfältig zu schützen.
Beschichtungen sind nur bei be-
sonders exponierten Bauteilen
vorzusehen, z.B. bei direkter Bela-
stung durch Tausalze. Beschä-
digte Elemente werden nach
Möglichkeit mit adäquaten Bau- Traubachbrücke, vorgesehenes Verstärkungskonzept. 4
stoffen instand gesetzt und nur Traubachbrücke, proposed strengthening concept.bauwerkserhaltung 23.8.2002 14:47 Uhr Seite 165
Maillart is at a disadvantage, since
all components of the structure,
broken down into plates, are af-
fected (Garstatt bridge). The re-
construction into a statically inde-
terminate system and blocking
the already damaged crown
hinge has to be very carefully
analysed in order to avoid un-
wanted crack formation.
The same requirements are valid
for the strengthening measures as
for the preservation concepts. The
proportions of the structure may
not be essentially changed.
Strengthening elements in the
form of additional layer of con-
crete, steel or fiber (FRP) strips,
3 165
shear bars or external post-ten-
Conservation
of structures
sioning are possible solutions.
Garstattbrücke, Spannungsverteilung in 2 Querschnitten. These elements are to be carefully
Garstatt bridge, stress distribution in 2 cross-sections. designed and may in the circum-
stances stand out optically from
Für die Verstärkungsmassnahmen at most with vehicles up to 12 t, the original construction.
gelten die gleichen Anforderun- all the bridges worthy of preser-
gen wie für die Erhaltungskon- vation must be reinforced unless Outlook
zepte. Die Proportionen des Bau- they can be detoured. By working in close co-operation
werks dürfen nicht wesentlich Deck-stiffened arches can be gen- with the individual bridge own-
verändert werden. Verstärkungs- erally more easily strengthened ers, the Public Office for Monu-
elemente in Form von Vorbetonie- than box arches, since the neces- ment Preservation and the subsi-
rungen, Stahl- beziehungsweise sary measures are confined to the dising authorities are striving in
CFK-Lamellen, Schubstangen oder stiffening beams. Increasing the the coming years to preserve
externen Vorspannungen sind load-bearing capacity can be those Maillart bridges which are
mögliche Lösungen. Diese Ele- achieved by a concrete overlay of particularly valuable and with
mente sind sorgfältig zu gestalten the deck slab, which in any case moderate engagement can be re-
und dürfen sich optisch unter requires repair, and through the habilitated for future use. Less
Umständen von der ursprüng- strengthening of the parapets valuable bridges, or those that
lichen Konstruktion abheben. (Traubach bridge, figure 4). can only be rehabilitated at great
Strengthening of box arches on expense for future requirements,
Ausblick the other hand is statically com- will be replaced in the sense of
Durch eine enge Zusammenarbeit plex and constructionally costly. Maillart-type economy with a
mit den einzelnen Bauwerksei- Here the ingenious concept of high-quality, modern structure.
gentümern, der Denkmalpflege
sowie den subventionierenden
Amtsstellen wird angestrebt, in Verfasser /Author
den kommenden Jahren ins be- Martin Diggelmann
dipl. Bauing. ETH
sondere diejenigen Maillart- Diggelmann + Partner AG
Brücken zu erhalten, die be- Kollerweg 9
sonders wertvoll sind und mit CH-3006 Bern
m.diggelmann@dig-ing.ch
moderaten Eingriffen für die Zu-
kunft ertüchtigt werden können.
Weniger wertvolle Bauwerke oder Referenzen/References
solche, welche nur mit einem gros- [1] Bill Max, Robert Maillart; Verlag für Architektur AG, Erlenbach ZH, 1949
[2] D.P. Billington; Robert Maillart and the Art of Reinforced Concrete, Artemis, Zürich 1990
sen Eingriff für künftige Nut- [3] Robert Maillart; Betonvirtuose, Gesellschaft für Ingenieurbaukunst, Band 1, Zürich 1996
zungsanforderungen hergerichtet [4] SIA Merkblatt 2017 «Erhaltungswert von Bauwerken», Ausgabe 2000
werden können, werden im Sinne [5] M. Ros: Belastungsversuche an der Strassenbrücke über die Simme bei Garstatt, Zürich 1943
[6] «Erhaltungswürdigkeit von Kunstbauten», Bundesamt für Strassen, Bern, 1998
einer Maillart’schen Ökonomie [7] Inventar der noch erhaltenen Brücken von Robert Maillart, kant. Denkmalpflege, Bern 1991
durch ein qualitativ hoch stehen-
des, zeitgerechtes Bauwerk er-
setzt.bauwerkserhaltung 23.8.2002 14:47 Uhr Seite 166
Instandsetzung der Salginatobelbrücke
Rehabilitation of the Salginatobel bridge
Heinrich Figi
1
166
Conservation
of structures
Übersicht.
Overview.
Einleitung Randverstärkungen ausgebildet. Introduction
Die Salginatobelbrücke ist die Die Bogenkämpfer und das obere The Salginatobel bridge is Robert
bekannteste Brücke von Robert Widerlager sind im Fels eingebun- Maillart’s (1872–1940) most fa-
Maillart (1872–1940). Sie wurde den; die Pfeiler der Vorland- mous bridge. In 1991 it was
1991 durch die American Society brücke und das Widerlager Seite declared an International Historic
of Civil Engineers (ASCE) zum Schiers sind mit Schächten fun- Engineering Landmark by the
internationalen Denkmal der In- diert. American Society of Civil Engi-
genieurbaukunst erklärt und zählt neers (ASCE) and is recognised
heute zu den Baudenkmälern von Die Brückenkonstruk- today as a structural monument
grosser Bedeutung. tion: konzeptionell of great importance.
Die Brücke wurde in den Jahren hervorragend, aber nicht The bridge was built in 1929/30
1929/30 gebaut. Sie ist in Bild 1 ohne Schwachstellen and is shown schematically in
schematisch dargestellt. Sie ist Die Salginatobelbrücke ist in figure 1. It is 133 m long, the road-
133 m lang, die Fahrbahnbreite konzeptioneller Hinsicht eine way is 3.50 m wide and the
beträgt 3,50 m und das rund 90 m hervorragende Leistung. Bezüg- gorge 90 m below is spanned by
tiefe Tobel wird mit einem über
90 m gespannten Dreigelenkbo- 2
gen überbrückt. Die beiden Bo-
genhälften sind mit seitlichen,
nahezu dreiecksförmigen Schei-
ben versteift. Diese bilden im
Scheitelbereich mit dem Bogen
und dem Fahrbahnträger über
53,60 m einen Kastenquerschnitt
(Bild 2). In den übrigen Bereichen
ist der Brückenüberbau als Durch-
laufträger mit Regelspannweiten Querschnitte.
von 6,00 m und einer Dilatations- Cross section.
fuge bei der rechtsufrigen Kämp-
ferstütze ausgebildet. Die seit-
lichen Brüstungen sind ab Ober-
kante Fahrbahnplatte 1,10 m
hoch und nur 10 bis 15 cm dick
(Bild 3). Sie werden für die Ver-
steifung der Gesamtstruktur nicht
mit einbezogen; sie dienen ledig-
lich als Absturzschutz. Die Pfeiler
sind als dünne Betonscheiben mitSie können auch lesen
