© Maurer Söhne
42 Kilometer Brücke
Die Qingdao-Haiwan-Brücke ist kein technisches Wunderwerk. Sie ist nur lang. Mit ihren 42 Kilometern hält sie momentan den Weltrekord unter den Straßenbrücken, gilt doch der unter tatkräftiger Mithilfe des Mannheimer Baukonzerns Bilfinger Berger vor elf Jahren fertiggestellte zwölf Kilometer längere Bang Na Expressway in Bangkok lediglich als Hochstraße.
Der neue Rekordhalter verbindet im Osten Chinas die Innenstadt von Qingdao, das von 1897 bis 1914 als Hauptstadt des „Deutschen Schutzgebiets Kiautschou“ diente, mit dem Stadtbezirk Huangdao und dem Flughafen Qingdao-Liuting. Die Brücke verkürzt den Weg zwischen den beiden Orten um rund 30 Kilometer; die Fahrzeit vermindert sich entsprechend. Und die Brücke kann mit einer weiteren Besonderheit aufwarten: Sie ist die erste Mammutbrücke, zu der eine Kreuzung hoch über dem Wasser gehört.
Dieses Merkmal fehlt der 38,6 Kilometer langen, auf zahlreichen Pfeilern ruhenden Balkenbrücke „Pontchartrain“ bei New Orleans, die seit 1956 als längste Brücke der Welt galt. Ein Superlativ, den die Tsingtau-Brücke, so der deutsche Name von Qingdao und gleichzeitig Markenname eines nach deutschen Braugesetzen aus der Region stammenden Exportbiers, schnell wieder verlieren kann: Denn geplant sind allein in China zwei weitere Langbrücken. Deutlich die 40-Kilometer-Marke übersteigen wird eine aufgeständerte Fahrstraße zwischen Hongkong, Macao und Zuhai. Und noch länger soll die Danyang-Kunshan-Brücke werden, die im Zuge des Schnellbahnbaus zwischen Peking und Schanghai errichtet wird. Ihre Länge wird mit sage und schreibe 164 Kilometer angegeben. Auf ihr werden keine Autos, sondern Eisenbahnzüge rollen.
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Tausendfüßler: Rund 200 Dehnungsfugen schlucken in der Qingdao-Haiwan-Brücke die temperaturbedingten Längenänderungen
Bewegungen von bis zu 1,12 Meter
Lange Brücken dehnen sich an heißen Tagen aus und schrumpfen bei kühler Witterung. Damit sie das folgenlos überstehen, baut man zwischen die auf den Pfeilern abgesetzten Fahrbahnträger Lamellenfugen ein, die im Fall der Weltrekordbrücke von dem Münchner Unternehmen Maurer Söhne stammen, dem Marktführer unter den Herstellern von Brückenübergängen und Dehnfugen. Knapp 200 Stück wurden in nur fünf Monaten in München gefertigt und auf die Baustelle nach China verschifft. Ein Rekord, der nach Aussage von Projektleiter Wolfgang Fobo von Maurer Söhne nur „dank eines Gewaltaktes“ geschafft wurde.
Die Dehnungsfugen der Tsingtau-Brücke bringen es zusammengerechnet auf eine Ausgleichsstrecke von 3359 Meter. Zwar müssen vom Gros der Übergänge lediglich Dehnwege von bis zu 32 Zentimeter aufgenommen werden. Einen deutlich größeren Schlupf haben nur die Dehnungsfugen im Bereich der zentralen Schrägseilbrücke, die mit einer deutlich größeren Spannweite die Durchfahrt der Schiffe ermöglicht. Von den hier auf beiden Seiten der Hochbrücke eingebauten Fugen können Bewegungen von bis zu 1,12 Meter klaglos kompensiert werden.
Wie eine Ziehharmonika
Und wie funktionieren Dehnungsfugen? Je nach Hersteller fallen die Systeme etwas unterschiedlich aus, aber das Grundprinzip ist stets gleich: Zwischen die an Eisenbahnschienen erinnernden „Lamellen“ der Übergänge wird ein V-förmiges Dichtungsband aus Gummi eingeklemmt, das sich auseinanderziehen und zusammendrücken lässt, aber auch Wasser und Dreck zurückhält. Ein solches Gummiband kann einen Dehnweg von sechs bis sieben Zentimeter überbrücken. Ist die Strecke länger, werden mehrere Lamellen nebeneinander eingebaut, so dass sich der Gesamtdehnweg vergrößert.
Wichtig ist vor allem, die Dehnung der Brücke gleichmäßig auf die Lamellen zu verteilen, damit die Gummiprofile nicht reißen. Um das zu gewährleisten, liegen bei den Dehnungsfugen von Maurer Söhne die Lamellen auf Stahlträgern, den Traversen. Diese sind quer zu den Lamellen angeordnet, so dass alle Träger zusammen ein bewegliches Gitter bilden. Wenn sich die Brücke verkürzt und die Dehnfuge größer wird, zieht sich der Übergang wie eine Ziehharmonika auseinander: Die Traversen laufen mit der Brücke und ziehen die Lamellen nach. Ein gewisses Maß an Bewegung ist auch quer zur Brücke möglich. Dass die Lamellen immer gleichmäßig über die Dehnungsfuge verteilt sind, kommt auch dem Verkehr entgegen. Bei gleichmäßigeren Oberflächen hält sich das Geholper beim Überfahren der Dehnstrecken in Grenzen. Auch die Geräuschentwicklung ist geringer.
Temperaturen von minus 40 Grad bis plus 50 Grad
Und wie groß können die Dehnungsfugen zwischen Fahrbahnträger und Widerlager sein? Entscheidend sind die Länge der Brücke und der verwendete Werkstoff. Stahlbrücken werden je 100 Meter um 1,2 Millimeter länger, wenn die Temperatur sich um nur ein Grad erhöht; umgekehrt verkürzt sie sich, wenn es kälter wird. Bei Betonbrücken rechnet man mit Längenänderungen je Grad Temperaturänderung von 1,0 Millimeter. Bei ihren Bemessungen rechnen die Ingenieure mit Temperaturen von minus 40 Grad bis plus 50 Grad. Bezogen auf den Stahlfahrbahnträger der Düsseldorfer Rheinkniebrücke mit seinen 561 Meter bedeutet das, dass er sich - ausgehend von einer mittleren Temperatur von zehn Grad - ohne Schäden zu verursachen um knapp 27 Zentimeter verlängern und um fast 34 Zentimeter verkürzen kann.
Brücken lassen sich aber auch ohne Dehnungsfugen bauen, die als Verschleißteile gelten und früher oder später getauscht werden müssen. Wie das geht, hat der Stuttgarter Bauingenieur Jörg Schlaich mit seiner „festeingespannten“ zweispurigen Nesenbachtalbrücke im Zuge der Ortsumfahrung Stuttgart-Vaihingen demonstriert. Die Brücke ist fest mit den an ihren Enden sitzenden Widerlagern verbunden. Als solche fungieren zwei Tunnelportale, an welche die Fahrbahnplatte aus Stahlbeton monolithisch angebunden ist. Dehnt sich die Brücke im Sommer aus, drückt sie mit einer Kraft von 2500 Tonnen gegen die wie Dübel wirkenden Tunnelröhren. Anders sieht das Kräftespiel im Winter aus. In dem sich zusammenziehenden Brückenträger entstehen kleinste Risse, die aber wegen ihrer Winzigkeit von unter 0,25 Millimeter nicht als Schaden gelten. Erst von 0,4 Millimeter an, darauf haben sich Betonbauer geeinigt, können ernsthafte Schäden an den Bauwerken entstehen.
Auch in der Schweiz kann man eine fugenlose Brücke besichtigen, die Sunnibergbrücke bei Klosters. Hier hat man ebenfalls einen bogenförmigen Fahrbahnträger verwendet, der zwischen V-förmigen Pylonen hängt und sich im Sommer weiter nach außen schiebt. Diese Konstruktion war für den Schöpfer dieser Brücke, Christian Menn, nie spektakulär, denn jede Bogen-Staumauer folgt diesen Gesetzen.
