Gigantischer Sanierungsbedarf Bröckelnde Brücken

Chaos in Köln-Mülheim. Ein Lastwagenfahrer irrt mit seinem Sattelzug durch den rechtsrheinischen Stadtteil der Domstadt und reißt beim Versuch, auf einer mehrspurigen Straße zu wenden, die Oberleitung der zwischen den Fahrspuren verlaufenden Straßenbahn auf einer Länge von 60 Metern ab. Der Betrieb der Trambahn muss für mehrere Stunden gesperrt, der Verkehr umgeleitet werden. Den leicht beschädigten Schwerlaster leitet die Polizei dorthin weiter, wo er auf seiner Fahrt gen Westen eigentlich hinwollte. Er muss eine der weiter südlich liegenden Rheinbrücken nutzen, denn die bei Leverkusen den Rhein querende Schrägseilbrücke war Ende November des vergangenen Jahres für Fahrzeuge mit einem Gewicht von mehr als 3,5 Tonnen gesperrt worden. Der Grund: An dem 50 Jahre alten Bauwerk waren Dutzende Risse im stählernen Überbau entdeckt worden, die eine sofortige „Notinstandsetzung“ erforderlich machten.

Seit Sonntagabend rollt der Verkehr wieder, zunächst in jede Fahrtrichtung über zwei Fahrspuren mit normaler Breite. Doch eine Woche später muss wieder ummarkiert werden. Dann werden nur noch verengte Spuren zur Verfügung stehen, über die täglich rund 120 000 Fahrzeuge, darunter etwa 20 000 Lastwagen, brummen und dem betagten Bauwerk zusetzen werden. Die Sanierungsarbeiten werden in den nächsten Wochen fortgesetzt. Aber auch mit einer reduzierten Höchstgeschwindigkeit von 80 km/h ist das baldige Aus für die Brücke nicht abzuwenden. Allzu weit über das Jahr 2020 hinaus wird man sie nicht retten können.

Das hat mehrere Gründe: Bei der technischen Auslegung der Brücke hatte man mit einer deutlich niedrigeren Verkehrsbelastung - sowohl was die Menge der Fahrzeuge als auch deren Gewicht betrifft - gerechnet, als sich über die Jahre eingestellt hat. Seit den achtziger Jahren hat sich die Zahl der Fahrzeuge mehr als verdoppelt. 1961 wog ein Lastwagen bis zu 26 Tonnen, heute ist er bis zu 44 Tonnen schwer. Der beim Bau der Brücke verwendete Stahl war nicht von der besten Qualität. Vergleichsweise hohe Phosphor- und Schwefelanteile machen das Material spröde. Und beim Zusammensetzen der Stahltafeln zum 280 Meter langen „Fahrbahnkasten“, der zwischen den Brückenpylonen hängt, wurde recht großzügig gearbeitet: Was nicht so recht zusammenpasste, wurde mit dicken Schweißnähten passend gemacht. Es entstanden Schwachstellen, die heute brechen, Risse, die mühsam geschlossen werden müssen. Zum Teil lässt sich das nur mit „aufgedoppelten“ Blechen bewerkstelligen, die auch überall dort angebracht werden, wo der Brückenträger durch die einwirkenden Kräfte auszubeulen droht.

Und die sind immens. Ursprünglich war die Leverkusener Rheinbrücke auf zwei Fahrspuren je Fahrtrichtung mit einem seitlich verlaufenden und somit wenig belasteten Standstreifen ausgelegt. Den hat man 1986 dem höheren Verkehrsaufkommen geopfert und eine Lastwagenspur eingerichtet, mit der Folge, dass seitdem die größte Last ganz außen auf den „Flügeln“ des Brückenträgers wirkt. Bei einem Verkehrstau, wenn die Brummis dicht an dicht stehen, drücken hier Gewichte nach unten, die man bei der Konzeption der Brücke auch mit viel Phantasie nicht erahnen konnte.

So weit zu den statischen Lasten. Deutlich stärker werden Brücken (und Straßen) vom rollenden Verkehr malträtiert, Auf den nicht ganz ebenen Fahrbahnen hopsen die Fahrzeuge geradezu, es wirken dynamische Kräfte. Besonders die Antriebsachsen der Lastwagen wirken zerstörerisch. Bei bis zu 11,5 Tonnen erlaubter Achslast wird auf eine Fläche von nur einer DIN-A4-Seite die geballte Kraft der Hunderte von Kilowatt leistenden Motoren auf den Boden übertragen. Es rüttelt und stampft. Die Strukturen leiden, es drohen Ermüdungsbrüche, wie sie an der Leverkusener Rheinbrücke Ende des vergangenen Jahres aufgetreten sind - und auch künftig drohen.

Zur Wirkung tonnenschwerer Mehrachser auf den Fahrbahnkörper sind schon in den späten fünfziger Jahren Untersuchungen angestellt wirden. Damals hatten praktische Tests und theoretische Überlegungen der American Association of State Highway Officials (AASHO) zu der verblüffenden „Vierte-Potenz-Regel“ geführt. Die Wissenschaftler hatten herausgefunden, dass die Belastungen auf das Sechzehnfache steigen, wenn die alles entscheidende Radlast verdoppelt wird. Bezogen auf einen vierachsigen Vierzigtonner führt das zu folgender Rechnung: Das auf zehn Rädern stehende Gefährt schädigt den Unterbau wie 163840 Personenwagen mit je einer Tonne Gesamtgewicht.

Vor diesem Hintergrund drängte sich spätestens mit der Diskussion über die Zulassung 60 Tonnen schwerer Gigaliner ein Nachrechnen aller betagten Straßenbrücken auf. Es gilt zu prüfen, inwieweit durch Alterungsprozesse einkalkulierte Sicherheitsreserven aufgezehrt wurden. Unter der Ägide des Bundesbauministeriums wurde dazu zwei Jahre lang eine „Nachrechnungsrichtlinie“ erarbeitet, die seit dem Mai 2011 „zur probeweisen Anwendung“ den für die Brückenüberwachung zuständigen Landesbehörden empfohlen wird. Denn mit den für den Neubau von Brücken geltenden Normen wird man den Oldies nicht gerecht, fließen hier doch die Materialkennwerte heutiger Werkstoffe ein. Die Nachrechnungsrichtlinie arbeitet dagegen mit historischen Kennzahlen. Man will für die Nachprüfung „realistische Annahmen“ heranziehen.

Was dieses Nachkalkulationsprogramm zu leisten vermag, wird man in den kommenden zehn bis 15 Jahren ausgiebig testen können. Denn wie das Bundesbauministerium in mehreren Untersuchungen und Erhebungen festgestellt hat, müssen in diesem Zeitraum rund 300 Stahl- und Stahlverbundbrücken und etwa 2200 Spannbetonbrücken nachgerechnet und je nach Ergebnis instandgesetzt, verstärkt oder erneuert werden. Lange habe man die Sanierungsarbeiten schleifen lassen, so dass sich ein enormer Nachholbedarf aufgebaut habe, der Unsummen koste. In diesem Jahr sollen 830 Millionen Euro in die Brückensanierung gesteckt werden, 2014 rund 950 Millionen und 2015 etwa 980 Millionen Euro.

Wie notwendig diese Ausgaben sind, zeigt sich, wenn Brücken nicht mehr oder nur noch eingeschränkt genutzt werden können. Von „Achillesfersen“ unseres Infrastrukturnetzes ist die Rede. Die Teilsperrung der Rheinbrücke Leverkusen führete zu Versorgungsengpässen in größeren Betrieben der Region wie Lanxess, Ford oder im Chemiepark Leverkusen/Dormagen. Noch gravierendere Folgen hatte 1990 der Einsturz der Kufsteiner Autobahnbrücke und damit die Blockade einer der wichtigsten Nord-Süd-Verkehrsadern. Plötzlich waren die Alpen wieder zu einer ernstzunehmenden Barriere geworden.

Brücken sind unter ständiger Beobachtung, damit Schäden frühzeitig erkannt werden. Tagtäglich sind Dutzende beamtete und freiberuflich tätige Brückenprüfer damit beschäftigt, Defekte aufzuspüren. Meter für Meter suchen sie die Brückenträger und -pfeiler ab, klopfen mit einem Hammer auf Beton oder Stahl, um aufgrund des unterschiedlichen Klangs Fehlstellen aufzuspüren. Akribisch suchen sie nach Rissen und bedienen sich dabei auch „zerstörungsfreier“ Analysemethoden wie Ultraschall- und Röntgenverfahren. Besonders gründlich werden alle tragenden und hochbeanspruchten Brückenteile inspiziert. Dazu zählen Lager und Gelenke. Auch die wie die Zinken von Kämmen ineinander greifenden Brückenübergänge, mit denen die Längsverformungen der Brückenträger bei Temperaturschwankungen aufgenommen werden, müssen auf Mängel untersucht werden.

Die Prüfer kennen mögliche Schwachpunkte. Bei Stahlbrücken sind das die Schweißnähte und Stellen, die einer besonders hohen Wechselbeanspruchung ausgesetzt sind. Bei der Mehrzahl der Straßenbrücken, den Spannbetonbrücken, liegen die Verhältnisse anders. So hatte man beim Bau der ersten Brücken dieses Typs mögliche Schwachstellen nicht erkannt. Zwar war schon vor 50 Jahren bekannt, dass Chloride Stahl zum Rosten bringen. Doch hatte man die Salzmengen, die heute im Winter auf den Fahrbahnen verstreut werden, gewaltig unterschätzt und den Stahl nicht genügend geschützt. Die äußeren Betonschichten wurden häufig zu dünn und zu porös gewählt. Feinste Risse im Beton trugen dazu bei, dass das Salzwasser bis zu den „schlaffen“ Stahleinlagen oder gar zu den tiefer liegenden Spanngliedern vordringen konnte.

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Da der vor sich hinrostende Stahl an Volumen zunimmt, wird der Beton aufgesprengt, so dass diese Schäden von den Brückenprüfern vergleichsweise einfach zu erkennen sind. Deutlich gefährlicher und auch schwieriger zu lokalisieren sind korrodierende Spannglieder, die den Hauptteil der in den Brückenträgern herrschenden Zugspannung aufnehmen müssen. Versagen sie, ist die Standsicherheit der Brücke gefährdet. Um dies zu verhindern, hat man die Spannglieder lange in sogenannten Hüllrohren versteckt und die verbleibenden Hohlräume mit einer dünnflüssigen Zementsuspension verpresst. Doch Pfusch am Bau hat immer wieder dazu geführt, dass trotz aller Vorsichtsmaßnahmen Feuchtigkeit bis zu den hochwertigen Stahleinlagen vordrang.

Das zumindest kann bei heute gebauten Spannbetonbrücken nicht mehr passieren. Nach einer jahrelangen Diskussion hat man sich nämlich dazu durchgerungen, die in Frankreich und Nordamerika schon länger praktizierte „externe Vorspannung“ auch bei uns zur Regelbauweise zu machen. Bei allen Brücken mit einem geschlossenen, kastenförmigen Fahrbahnträger werden die Spannglieder offen verlegt. Sie lassen sich dadurch jederzeit in voller Länge kontrollierten.