Bau der Pelješac-Brücke in Kroatien
Starke Horizontalkräfte erfordern speziell eingebaute Sonderlager
Beim Brückenbau interessieren allerdings nicht die politischen Stimmungen, sondern die tektonischen: Die Region ist ein Erdbebengebiet, entsprechend müssen die Lager große Bewegungen und hohe Horizontalkräfte aufnehmen. Die Hälfte der Lager ist wegen dieser Kräfte senkrecht eingebaut. Das Unternehmen Maurer entwickelte hierfür eine Sonderlösung, um sicherzustellen, dass zwischen den Gleitflächen kein Spalt aufgehen kann. Das verringert den Verschleiß und garantiert nach Angaben der Firma eine Lebensdauer von mindestens 50 Jahren.
Die Pelješac-Brücke ist seit Jahren ein Politikum. Der Süden Kroatiens ist auf dem Landweg nur über die Stadt Neum, die zu Bosnien-Herzegowina gehört, erreichbar. Die etwa 22 m breite, neue Brücke wird das kroatische Festland mit der vorgelagerten Halbinsel Pelješac verbinden und damit einen vollständig kroatischen Landweg aus dem Norden nach Dubrovnik eröffnen. Sie ist als Schnellstraße mit je zwei Fahrspuren ausgelegt.
Die Brücke wird 2404 m lang sein, unterteilt in 13 unterschiedliche Felder. Die Hauptbrücke über den sogenannten Pelješac-Kanal ist eine Schrägseilbrücke mit zwölf Pylonen. Die fünf zentralen Spannweiten betragen je 285 m. Die Durchfahrtshöhe liegt bei 55 m.
Da die Region erdbebengefährdet ist, müssen die Brückenlager spezielle Anforderungen bezüglich Beweglichkeit, Dauerhaftigkeit und Lastkapazität erfüllen. Die Planenden sahen für die Widerlager und sechs der zwölf Pylonen je zwei Kalotten- und zwei Topflager vor. "Doch wir konnten den Auftraggeber davon überzeugen, dass die technischen Anforderungen nur mit Kalottenlagern zu erfüllen sind", erklärt Projektleiter Luca Paroli von Maurer. Kalottenlager sind Gleitlager, die beliebige Verdrehungen in alle Richtungen ohne merklichen Widerstand über ein inneres sphärisches Kalottengelenk aufnehmen und somit zwängungsfrei sehr große Kräfte vom Brückendeck in den Unterbau übertragen können.
16 Kalottenlager senkrecht eingebaut
Im Herbst 2020 baute das ausführende Unternehmen 32 Kalottenlager ein. Technisch besonders anspruchsvoll waren dabei die 16 Lager zur Führung der Brücke in Längsrichtung. Sie müssen in Querrichtung hohe Horizontalkräfte von bis zu 19 Meganewton (MN) aufnehmen und senkrecht eingebaut werden. Dabei muss sichergestellt sein, dass die Gleitflächen ständig in Kontakt bleiben. Denn wo sich ein Spalt auftut, kann Staub eindringen und die Gleiteigenschaften, wie niedrige Reibung, gefährden. Zudem kommt es dann zu Verschleiß, der wiederum die Lebensdauer verkürzen würde: auf nur fünf bis zehn statt der geforderten mindestens 50 Jahre.
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Maurer entwickelte spezielle Sonderlager mit Tellerfedern im Kern. Die Federn halten die Gleitflächen immer in Kontakt miteinander, mit einer Kraft von etwa 500 Kilonewton (kN) in Mittelstellung, und sind zudem ermüdungsfest ausgelegt – aufgrund der oft auftretenden Windkräfte. "Mit Topflagern wäre das nicht gelungen. Es wäre bei Verdrehungen immer das Risiko einer klaffenden Fuge geblieben: mit signifikantem Verschleiß beziehungsweise kurzer Lebensdauer wegen des zu steifen Elastomerelements", erläutert Paroli.
Bombenfester Erdbebenschutz
Als Hochleistungswerksstoff auf allen Gleitflächen setzt das Unternehmen grundsätzlich auf Maurer Sliding Material (MSM). Es hält im Vergleich zum herkömmlichen Teflon (PTFE) mindestens doppelt so hohe Auflasten aus, versichert Maurer.
Das bedeutet, die Lager konnten etwa 30 % kleiner und wirtschaftlicher gebaut werden als mit PTFE. Zudem verkrafte MSM mindestens fünfmal mehr Bewegungen ohne Verschleiß. Dies sei gerade bei weichen Brücken wie der Peljes?ac-Brücke – kombiniert mit extremeren Witterungsverhältnissen wie etwa Sturm und Erdbeben – sehr wichtig. Die MSM-Kalottenlager erreichen mit ihrer Europäischen Technischen Zulassung eine Lebensdauer von 50 Jahren.
Weitere 16 MSM-Kalottenlager, je zwei pro Pylon, wurden für die Aufnahme der Vertikalkräfte von bis zu 33 MN eingebaut. Da aus Wind und Erdbeben auch abhebende Kräfte von bis zu 2 MN resultieren können, sind die Lageroberteile mit einer Klammer ausgestattet, damit die Lager nicht abheben können.
Alle Lager müssen zudem im Erdbebenfall große, schnelle Bewegungen von bis zu ±1,3 m aufnehmen. Das bedingt eine Lagerlänge von bis zu 3 m. Die größten Lager sind 1,2 m breit und etwa 330 mm hoch.
Schutz vor Korrosion
Aus Korrosionsschutzgründen (aggressive Meeresluft) sind die Stahlbauteile der Kalottenlager nicht nur mit einer entsprechenden Beschichtung C5-m versehen, das innere Kalottengelenk wurde zudem komplett aus dem Werkstoff Maurer Sliding Alloy (MSA) gefertigt. Das glänzende, extrem glatte und sehr korrosionsbeständige Material erlaube – im Vergleich zu einer verchromten Oberfläche – eine Reduzierung der Toleranzen um mindestens 50 %. hinzu kommt eine bessere Passgenauigkeit im Gelenk, bei gleichzeitig drei- bis vierfach längerer Lebensdauer, versichert das Unternehmen.
Der geforderte Korrosionsschutz beeinflusst auch die Konstruktion der Dehnfugen. Die flexiblen Bauelemente gleichen an den beiden Brückenenden die Temperatur- und Erdbebenbewegungen von bis zu 1400 mm des Brückendecks gegenüber dem Festland aus. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass der Verkehr über diese Dehnfugen ohne Einschränkung, unabhängig von deren Verschiebezustand, fahren kann. Die Dehnfugen werden rechtwinklig zur Fahrtrichtung eingebaut. Die beiden 23,6 m langen Fugen vom Typ Schwenktraverse DS1400 mit 14 Profilen wird Maurer in Hybridausführung bauen. Hybrid bedeutet hier, dass der obere Teil der Stahlprofile aus Edelstahl besteht, der untere aus Baustahl. Diese Kombination bietet den Verantwortlichen zufolge einen hohen Schutz vor Korrosion.
Die Dehnfugen werden in diesem Jahr an einem Stück nach Kroatien geliefert, Schweißarbeiten an der Fuge waren auf der Baustelle nicht erlaubt. Daher müssen die Ausführenden die Dehnfugen nur noch mit einem Kran als ein Bauteil einheben und mit dem Bauwerk befestigen. Dieses Prozedere werde pro Fuge nur ein bis zwei Tage dauern.
Die Bauarbeiten an der Pelješac-Brücke – ein erstes Projekt wurde vor zehn Jahren eingestellt – begannen Mitte 2018 und sollen bis Ende 2022 abgeschlossen sein. Das verantwortliche Bauunternehmen ist die CRBC (China Road and Bridge Corporation).
