Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand

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1 Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand bei Ausstattungen von Holzbrücken R. Wufka, K.-H. Sperlein 1 Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand bei Ausstattungen von Holzbrücken Robert Wufka Dipl.-Ing. Ltd. Baudirektor Staatliches Bauamt DE-Passau Karl-Heinz Sperlein Dipl.-Ing. (FH) Staatliches Bauamt DE-Passau

2 2 5. HolzBauSpezial Brückenbau 2014 Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand bei Ausstattungen von Holzbrücken R. Wufka, K.-H. Sperlein

3 Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand bei Ausstattungen von Holzbrücken R. Wufka, K.-H. Sperlein 3 Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand bei Ausstattungen von Holzbrücken Einleitung Das Massivbauwerk ist eingebettet in die bestehenden Vorschriften DIN FA 101, DIN 1076, Richtzeichnungen des Bundeverkehrsministeriums und prägt in erster Linie die Brückenlandschaft. Deshalb war auch der Einstieg in den Holzbrückenbau von Anfang an von den genannten Vorschriften geprägt. Abbildung 1: Massivbau Abbildung 2: Holzbau Die Vorgabe der Obersten Baubehörde so nah als möglich am Massivbauwerk zu planen, stellte sich bald als die richtige Vorgehensweise für ein Bauwerk dar, das sich immer wieder mit dem Massivbau vergleichen und mit diesem konkurrieren muss. Bei vielen Bauteilen, gerade bei den Betonbauteilen (Fundamente, Widerlager) ist der direkte Kostenvergleich einfach, und auch beim späteren Unterhaltungsaufwand ist das Ergebnis direkt vergleichbar. Bei den Holzbauteilen ist man dabei, die Ergebnisse aus den Brückenprüfungen nach und nach in das Bauwerk-Management-System (BMS) einzuarbeiten. Somit entsteht in den nächsten Jahren eine Datei, die auch dem Holzbau die nötige Erfahrung für die zukünftige Planung, aber auch für die Bewertung der Bestandsbauwerke gibt. Abbildung 3: BMS Bauwerk-Management-System Maßnahmenplanung, Optimierung Finanzeinsatz, Einsatz als Controlling-Instrument

4 4 5. HolzBauSpezial Brückenbau 2014 Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand bei Ausstattungen von Holzbrücken R. Wufka, K.-H. Sperlein Brückenprüfung nach DIN 1076 mit Checkliste Die DIN 1076 hat zwar für den Holzbau eine kurze Anmerkung in Punkt 6.1 für die Prüfung, dies ist aber aus unserer Sicht nicht ausreichend für die exakte Erfassung des Bestands. Wir haben daher in einer Checkliste gewisse Prüferweiterungen formuliert:

5 Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand bei Ausstattungen von Holzbrücken R. Wufka, K.-H. Sperlein 5 Abbildung 4: Auszug Checkliste Eine Kurzfassung wird ab 2014 als Anleitung an das Personal der Straßenmeistereien für die jährliche Kontrolle der Bauwerke gegeben. Die Brückenprüfung gibt dem Brückenbaulastträger nicht nur eine Aussage zum momentanen Zustand des Bauwerkes, sondern wird in Zukunft durch die Erweiterung im Hinblick auf den Erhaltungsaufwand auch eine Aussage über die zu erwartenden Kosten der notwendigen Reparaturen geben. Bauwerk-Management-System (BMS) Somit ist das BMS ein Werkzeug für die staatliche Brückenbauverwaltung, das in jeglicher Hinsicht mehr Entscheidungsspielraum zu einem neuen Holzbauwerk eröffnet. Dabei wird z.b. bei den Übergangskonstruktionen, Absturzsicherungen und Lagern ein direkter Vergleich mit dem Massivbauwerk möglich und bringt dem Holzbau Zahlen, die auch bei geringer Anzahl von Holzbauwerken eine entscheidende Aussage darstellt. Die Bereiche Lattungsebene und Verkleidung der Außenbauteile ist holzspezifisch und bedarf der weiteren Beobachtung und Wertung, um genaue Zahlen zu bekommen. Die bestehenden Vorschriften vom Massivbau sind für den Holzbrückenbau zum Großteil anzuwenden und zu übertragen. Das gilt für die Entwurfsplanung (DIN FA 101, DIN 1052) und die Prüfung (DIN 1076). Für das Gewerk Holz ist die DIN 1074 und auch die vorhandenen Musterzeichnungen eine Grundlage für eine technisch einwandfreie Lösung der anstehenden Aufgaben. Wünschenswert wäre eine Überarbeitung der Musterzeichnungen und notwendigen Ergänzungen der Anmerkungen zu den Zeichnungen. Hier hat Herr Dipl.-Ing. M. Gerold vom Ing.-Büro Harrer Ingenieure GmbH, Karlsruhe bereits wertvolle Arbeit geleistet und einige Ergänzungen vorgenommen. Eine Zusammenstellung von Kosten für die Ausstattung von Holzbrücken und Erfahrungswerte bei der Sanierung und Verbesserung wird es in einigen Jahren geben, wenn das bereits vorgestellte BMS in der Bauverwaltung voll integriert ist. Nachfolgend werden die bis jetzt erarbeiteten Kosten und Kenntnisse dargestellt. Praktische Beispiele zu Brückendetails aus der Erfahrung der vier Schwerlastbrücken (Ruderting, Neukirchen, Mapferding und Schwarzach) und von vier Geh- und Radwegbrücken (Donauradweg Regensburg - Passau, Fußwegbrücke für Bundeswehr in Freyung):

6 6 5. HolzBauSpezial Brückenbau 2014 Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand bei Ausstattungen von Holzbrücken R. Wufka, K.-H. Sperlein 1. Übergangskonstruktion Wegen der Wirtschaftlichkeit gegenüber dem Massivbau und der geringen Dehnwege wurde zunächst eine Lösung mit zwei Winkeleisen, die Fugenfüllung mit Fugenschlauch und dauerelastischem Verguss gewählt. Der Einbau erfolgte bei der Brücke Ruderting und bei den drei Radwegbrücken Besensandbach. Die Kosten pro m belaufen sich auf ca. 200,00. Bei der ÜKO vom BW Ruderting (Baujahr 1997) wurde nach 12 Jahren erstmals die gesamte Fugenfüllung erneuert (Dichtschlauch, dauerelastische Dichtmasse). Die Kosten für Ausbau und Erneuerung betrugen 85,00 /m. Zu diesen Kosten kommen noch Verkehrssicherungs- und Baustelleneinrichtungskosten von 1.350,00. Dies ist bei manchen Reparaturen aufwendiger als die Reparatur selber. Bei den Radwegbrücken Besensandbach (Baujahr 1999) sind bis jetzt keine Unterhaltungskosten für die ÜKOs angefallen. Dies hängt sicher auch mit der unterschiedlichen Verkehrsbelastung zusammen. Die Straßenbrücke wird mit schweren landwirtschaftlichen Fahrzeugen befahren, auf den Radwegbrücken bewegt sich nur eine geringe Verkehrslast. Die Brücke Neukirchen (Baujahr 2006/7) wurde nach Vorgabe der Obersten Baubehörde mit einer Übergangskonstruktion aus dem Massivbau nach Richtzeichnung ÜBE 1 ausgeführt. Eine Anpassung an die verschiedenen Baustoffe Holz Beton war notwendig. die Kosten pro m betrugen 850,00. Abbildung 5: Übe 1 angepasst Beton-Holz Abbildung 6: Richtzeichnung Übe 1 Festzustellen ist, dass die V-förmigen Dichtlippen von einem spitzen Gegenstand beschädigt wurden und deshalb Wasser zur Auflagerbank gelangt, das aber über die vorhandene Halbschale abgeleitet wird. Die Erneuerung des Dichtprofils im Jahre 2014 wird ca. 135,00 /m nach Preisen aus dem Massivbau kosten. Die Gehwegbrücke Freyung (Baujahr 1999) hat eine ÜKO nach ÜBE 1 (Sonderform). Es sind bisher keine Kosten angefallen. Die Brücke Mapferding (Baujahr 1996) mit einer Überbauplatte aus Stahlbeton und einer ÜKO mit Winkeleisen musste bisher nicht ertüchtigt werden. Die Bilder zeigen aber einen sofortigen Bedarf.

7 Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand bei Ausstattungen von Holzbrücken R. Wufka, K.-H. Sperlein 7 Die Schwerlastbrücke Schwarzach (Baujahr 2011) ist seit mit knapp 2 Jahren unter Verkehr. Hier gibt es bei den beiden ÜKOs keinen Unterhaltungsaufwand. Eine Alternative ist ein thermoplastischer Übergang (Thorma-Joint) mit einem Preis von ca. 600,00 /m. Dieser Übergang ist sehr wartungsarm. Abbildung 7: Radwegbrücke Besensandbach ÜKO mit Winkeleisen Abbildung 8: ÜKO Ruderting mit Winkeleisen Abbildung 9: ÜKO Mapferding Winkeleisen Fugenfüllung Abbildung 10: Thorma-Joint-Übergang, thermoplastischer Übergang Abbildung 11: ÜKO Freyung, Sonderprofil für Geringbelastung

8 8 5. HolzBauSpezial Brückenbau 2014 Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand bei Ausstattungen von Holzbrücken R. Wufka, K.-H. Sperlein Abbildung 12: ÜKO Schwarzach Übe 1 Abbildung 13: Schwarzach, seitliche Tropfnase Abbildung 14: ÜKO Neukirchen Übe 1 Zusammenfassung: Je nach Bauwerkstyp ist die Möglichkeit verschiedener Übergangskonstruktionen zu wählen, wobei die klassische Konstruktion auch die teuerste mit knapp 850,-- /m ist. Die Alternative mit dem thermoplastischen Übergang, die auch bei den Schweizer Kollegen bereits eingebaut wurde, stellt auch preislich mit ca. 600,-- /m eine sehr gute Lösung dar. Nicht vergessen werden dürfen hier die geringen Unterhaltskosten. 2. Lattungsebene Die Trennung Überbauplatte zum Belagsaufbau wurde von Anfang an mit einer zusätzlichen Dichtungslage auf der Tragwerksplatte, dem Einbau von Kanthölzern (Latten) 3/5 cm im Abstand von 4 8 cm und einer darüber liegenden BFU-Platte als lastverteilende Platte ausgeführt.

9 Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand bei Ausstattungen von Holzbrücken R. Wufka, K.-H. Sperlein 9 Abbildung 15: Lattungsebene, Zugband wird dazwischen eingelegt Dabei wurden folgende Überlegungen angestellt: 1. Die Lattungsebene ermöglicht die Kontrolle der Dichtungslage. 2. Beim Einbau der Asphaltschichten ist die Luftschicht im Bereich der Lattung zur Auskühlung und damit Vermeidung von Blasen günstig. 3. Die Dichtungsschicht auf der Tragwerksplatte stellt einen zusätzlichen Schutz des Holzüberbaues dar. Deshalb wurde der Einbau der Lattungsebene bei allen Schwerlastbrücken ausgeführt. Die Kosten pro m² für Dichtungslage, Lattung und BFU-Platte betragen ca. 120,00 /m² netto. Das ist immerhin ein Wert von 0,5 % auf den gesamten Holzüberbau bezogen und so mit ein Faktor, der immer wieder zu Diskussionen führt. Die Schweizer Kollegen haben bei ihrer Forschungsarbeit (Asphaltschicht) am Anfang die Lattung diskutiert, sind aber von dieser Ausführung abgekommen. Bei der Erneuerung der Abdichtung, Schutzschicht und Deckschicht ist der Vorteil, dass beim Ausbau höchsten falls die BFU-Platte erneuert werden muss, aber die Tragwerksebene nicht geschädigt wird. Diese Erkenntnis wurde bei der Sanierung der Brücke Ruderting positiv zur Kenntnis genommen. Die vorgenannten Überlegungen und Aspekte führen mittlerweile dazu, im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit gegenüber dem Massivbauwerk auf die Lattungsebene zu verzichten und nur eine BFU-Platte als Ausgleichsschicht zwischen den beiden Abdichtungen vorzusehen. Im Falle der Erneuerung des Asphaltbelages würde die BFU-Platte zwar beschädigt (beim Rückbau der oberen Dichtlage), aber die Tragwerksebene bliebe ohne Schaden, d.h. Erneuerung der BFU-Platte erforderlich. Zusammenfassung: Die Lattungsebene ist insgesamt gesehen eine sinnvolle Ausstattung, die zwar bei der Ersterstellung deutliche Kosten verursacht, aber im laufe der Liegezeit des Bauwerkes auch Vorteile bei der Überprüfung und bei der Dauerhaftigkeit bringt. Im Vergleich zum Massivbauwerk ist die Lattuungsebene mit der Versiegelung aus Kunstharz zu vergleichen, wobei die Versiegelung lediglich die Betonplatte schützt, die Lattung aber die bereits vorher aufgezeigten Vorteile bietet. Preislich liegt die Versiegelung bei ca. 24,00 /m², während die Lattung mit Zubehör bei ca. 120,00 /m² ist.

10 10 5. HolzBauSpezial Brückenbau 2014 Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand bei Ausstattungen von Holzbrücken R. Wufka, K.-H. Sperlein 3. Absturzsicherung Abbildung 16:Geländer Ruderting Abbildung 17: Geländer Freyung Gehwegbrücke, Kombination Holz-Stahl Abbildung 18: Richtzeichnung Gel 6 Bei Geh- und Radwegbrücken werden sehr häufig Geländer komplett aus Holz eingebaut. Die Kosten gegenüber einem Stahlgeländer sind natürlich günstiger. Das Stahlgeländer mit Drahtgitterfüllung oder als Stabstahlgeländer kostet zwischen 165,00 und 185,00 /m. Das Holzgeländer mit Längsbrettern liegt bei 100,00 bis 120,00 /m. Dazu kommen noch die Kosten für den Anstrich: Stahl 40,00 /m, Holz 25,00 /m. Bei der Dauerhaftigkeit ist das Stahlgeländer hier im Vorteil: Liegezeit ca. 40 Jahre, Holz Jahre, wobei nach Jahren ein Austausch von Bauteilen (Abdeckung, Längsbretter) notwendig ist. Beim Stahlgeländer ist ein Auffrischungs- bzw. Erhaltungsanstrich nach ca. 25 Jahren bei einen Preis von 50,00 /m einschließlich Vorbereitung der Anstrichflächen zu kalkulieren, beim Holzbauwerk nach Jahren bei Kosten von ca. 25 /m. Zusammenfassung: Die Absturzsicherung aus Stahl ist insgesamt gesehen das wirtschaftlichere Geländer. eine Kombination Stahl-Holz ist aus der Sicht es Holzes die wünschenswertere Ausführung. Das reine Holzgeländer ist zwar sehr anschaulich hat aber nur eine Lebensdauer von ca. 20 Jahren.

11 Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand bei Ausstattungen von Holzbrücken R. Wufka, K.-H. Sperlein Lager Abbildung 19: Festes Lager Ruderting Abbildung 20: Lager Neukirchen klassische Lagerung mit Verankerung gegen Aufschaukeln Die klassische Einfeldbrücke bis ca. 30 m Stützweite hat in der Regel ein festes Auflager, bestehend aus reinen Blechteilen und ist somit wartungsarm, die andere Lagerung mit Lagern aus Neoprene-Kissen ist ebenso wartungsfrei und hat im Regelfall eine Liegezeit von Jahren. Die Kosten für die Festlager liegen bei 580,00 /St., die beweglichen Lager sind mit 980,00 /St. zu veranschlagen. 5. Verkleidungen von Außenbauteilen Zu einem geschützten Bauwerk gehört die Verkleidung der Längsträger, Stützen und Sprengwerke im bewitterten Bereich. Als zweckmäßig haben sich hier Dreischichtplatten erwiesen. Die Befestigung erfolgt auf einer Lattung, somit ist eine Hinterlüftung und auch die Trocknung bei eventueller Vernässung gegeben. Bei einer fälligen Brückenprüfung ist eine schnelle Abnahme der Platten wünschenswert, da eine aufwändige Abnahme verhältnismäßige hohe Lohnkosten verursacht. Die Erfahrung bei den Bauwerken Ruderting und Neukirchen zeigt, dass die Plattenflächen zu groß gewählt wurden, die Gewindeschrauben nach 12 Jahren schlecht lösbar und unbrauchbar sind. Der Zustand der Platten ist noch so gut, dass eine Gesamtliegezeit von Jahren gegeben ist. Zukünftig sollen die Plattengrößen auf ca. 2,5 m² zugeschnitten sein und die Befestigung mit einer Hakenlösung erfolgen, wobei hier wieder das Flattern durch starken Wind berücksichtigt werden soll. Die Kosten bei der Ersterstellung belaufen sich auf a. 65,00 /m² (Lattung, Platte 24 mm). Die Abnahme der Verkleidung zur Brückenprüfung kostet ca. 25,00 /m². Dazu kommen noch die Kosten für die Verkehrssicherung und den Hubsteiger. Die 2013 durchgeführte Brückenprüfung ergab für die Verkehrssicherung einen Betrag von 2.800,00 /Bauwerk, Hubsteigerkosten einschließlich Bedienung lagen bei 2.300,00 /Bauwerk. Diese Beträge zeigen, dass es sehr wichtig ist für den späteren Unterhalt und auch für die Brückenprüfungen, die Wirtschaftlichkeit bei der Planung bereits sehr genau zu überlegen.

12 12 5. HolzBauSpezial Brückenbau 2014 Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand bei Ausstattungen von Holzbrücken R. Wufka, K.-H. Sperlein Abbildung 21: Verkleidung der Außenbauteile Abbildung 22: Neukirchen konstruktiver Holzschutz mit Dreischichtplatten Abbildung 23: Neukirchen konstruktiver Holzschutz mit Dreischichtplatten

13 Erfahrungen zu Kosten und Unterhaltsaufwand bei Ausstattungen von Holzbrücken R. Wufka, K.-H. Sperlein 13 Erfahrungen aus den bisherigen Prüfungen für den Unterhaltsaufwand: Übergangskonstruktionen Die kostengünstigste Lösung ist mit Winkeleisen, Fugenschlauch und Fugenfüllung. Nachteil: Die Gefahr der Undichtigkeit ist verhältnismäßig groß und bedeutet Feuchtigkeitseintrag im Auflagerbereich. Die klassische Übergangskonstruktion ist relativ teuer, bringt aber eine dauerhafte und damit wirtschaftlichere Lösung. Eine thermoplastische ÜKO stellt eine sehr zufriedenstellende Ausführung dar und ist bei den geringen Dehnwegen gut einsetzbar. Bei der Lattungsebene der Absturzsicherung und der Lagerung sind keine zu den bereits getätigten Aussagen zu vermerken. Die Verkleidung von Außenbauteilen ist ein sehr wichtiges Bauteil zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit. Hier ist wichtig, dass die unter Punkt 5 gemachten Anmerkungen genau überlegt werden sollen (Abnehmen und wieder Anbringen). Beim Vergleich mit dem Massivbauwerk wirken sich die Aufwendungen vor allem bei den Kosten der Brückenprüfung aus.