Ultrahochfester Beton für die Instandsetzung und Verstärkung von Brücken – Teil 2
Source abstract
Abstract
Abstract Eine zunehmende Zahl an Straßenbrücken in Deutschland weist Defizite hinsichtlich Standsicherheit und Dauerhaftigkeit auf. Ein Ersatz der Bauwerke durch Neubauten ist kostenintensiv und bindet erhebliche materielle und personelle Ressourcen, die angesichts der Größe der zu bewältigenden Aufgabe in dem notwendigen Umfang kaum zur Verfügung stehen werden. Wie ein Blick in die Nachbarländer zeigt, stellt die Instandsetzung bzw. Verstärkung von Brückenüberbauten mittels dünner bewehrter Deckschichten aus ultrahochfestem Beton (UHFB) eine kostengünstige und dauerhafte Alternative zum Ersatzneubau dar. Die besondere Eignung von UHFB für dieses Einsatzgebiet resultiert aus der Dichtigkeit seines Gefüges und seines Widerstands gegen jede Form chemischen und physikalischen Angriffs, sodass UHFB ohne weitere Schutzmaßnahmen auch im Fahrbahnbereich eingesetzt werden kann. Darin und in seinen mechanischen Eigenschaften unterscheidet sich UHFB grundlegend von normalfestem und hochfestem Beton. Im ersten Teil dieses Beitrags werden die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von UHFB im Brückenbestand vorgestellt und seine besonderen stofflichen Eigenschaften erläutert. Der vorliegende zweite Beitragsteil behandelt die Herstellung des UHFB, die Bauausführung und die Qualitätssicherung. Wie bei Teil 1 können die Informationen als Grundlage für eine Zustimmung im Einzelfall, für die Entwicklung oder Ergänzung technischer Regelwerke und für die Gestaltung des Bauvertrags genutzt werden.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Innovative concrete reinforcement materials · Structural Behavior of Reinforced Concrete · Concrete Corrosion and Durability
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
c/o Universität Kassel Fachgebiet Werkstoffe des Bauwesens und Bauchemie Mönchebergstraße 7 34125 Kassel
Universität Siegen Lehrstuhl für Massivbau Paul-Bonatz-Straße 9–11 57068 Siegen
Universität Kassel Fachgebiet Massivbau Kurt-Wolters-Straße 3 34125 Kassel
Universität Kassel Fachgebiet Werkstoffe des Bauwesens und Bauchemie Mönchebergstraße 7 34125 Kassel
References (53)
Show source-provided references
1. Bundesministerium für Digitales und Verkehr (2024)Brückenmodernisierung[online]. Berlin: Bundesministerium für Digitales und Verkehr 04. 06. 2019.https://bmdv.bund.de/SharedDocs/DE/Artikel/StB/brueckenmodernisierung.html. [Zugriff am: 15. 10. 2024].
2. Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e. V. (BUND) (2024)Marode Autobahnbrücken: Verkehrsministerium rechnet Zahl klein[online]. Berlin: Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e. V. (BUND) 13. 06. 2024.https://www.bund.net/themen/aktuelles/detail-aktuelles/news/marode-autobahnbruecken-verkehrsministerium-rechnet-zahl-klein. [Zugriff am: 15. 10. 2024].
3. Pelke E.; Jaborek A.; Berger D.; Brühwiler E. (2018)Überführungsbauwerk der L3378 bei Fulda-Lehnerz. Erster Einsatz von UHFB in Deutschland im Straßenbrückenbau. Teil 1: Projektentwicklung und Baudurchführung. Beton- und Stahlbetonbau 113 H. 11 S. 832–841.https://doi.org/10.1002/best.20180005010.1002/best.201800050 ↗
4. Brühwiler E.; Denarié E. (2013)Stahl-UHFB – Stahlbeton Verbundbauweise zur Verstärkung von bestehenden Stahlbetonbauteilen mit Ultra-Hochleistungs-Faserbeton (UHFB). Beton- und Stahlbetonbau 108. H. 4 S. 216–226.https://doi.org/10.1002/best.20120007610.1002/best.201200076 ↗
5. Schmidt M.; Leutbecher T.; Fehling E.; Middendorf B. (2025)Ultrahochfester Beton für die Instandsetzung und Verstärkung von Brücken – Teil 1: Anwendungsmöglichkeiten Werkstoff und Konstruktion. Beton- und Stahlbetonbau 120 Sonderheft Instandsetzung und Verstärkung von Brücken mit UHFB S1 März 2025.https://doi.org/10.1002/best.20240008610.1002/best.202400086 ↗
6. Buitelaar P.; Oettel V. (2025)Instandsetzung und Verstärkung von Bestandsbrücken mit UHFB-Aufbeton in den Niederlanden. Beton- und Stahlbetonbau 120 Sonderheft Instandsetzung und Verstärkung von Brücken mit UHFB S1 März 2025.https://doi.org/10.1002/best.20240010110.1002/best.202400101 ↗
7. Brühwiler E. (2025)Ertüchtigung von Stahlbetonbrücken mit UHFB – Erfahrungen aus 400+ Anwendungen. Beton- und Stahlbetonbau 120 Sonderheft Instandsetzung und Verstärkung von Brücken mit UHFB S1 März 2025.https://doi.org/10.1002/best.20240007210.1002/best.202400072 ↗
8. Freytag B.; Huß M.; Mayer M.; Randl N.; Tue N. V. (2025)Brückensanierungen mit UHFB in Österreich. Beton- und Stahlbetonbau 120 Sonderheft Instandsetzung und Verstärkung von Brücken mit UHFB S1 März 2025.https://doi.org/10.1002/best.20240008710.1002/best.202400087 ↗
9. Vítek J. L.; Vráblík L.; Coufal R. (2025)Strengthening of structures with UHPC – experiments and experience from application. Beton- und Stahlbetonbau 120 Sonderheft Instandsetzung und Verstärkung von Brücken mit UHFB S1 März 2025.https://doi.org/10.1002/best.20240009510.1002/best.202400095 ↗
10. Wilkening M.; Buitelaar P.; Oettel V. (2025)Nachhaltigkeitsbetrachtungen zur Verstärkung und Instandsetzung von Brücken mit UHFB-Aufbeton. Beton- und Stahlbetonbau 120 Sonderheft Instandsetzung und Verstärkung von Brücken mit UHFB S1 März 2025.https://doi.org/10.1002/best.20240008910.1002/best.202400089 ↗
11. Wilkening M.; Oettel V. (2025)Untersuchungen zur Rauigkeit und Tragfähigkeit von Verbundfugen zwischen normalfestem Beton und UHFB. Beton- und Stahlbetonbau 120 Sonderheft Instandsetzung und Verstärkung von Brücken mit UHFB S1 März 2025.https://doi.org/10.1002/best.20240008410.1002/best.202400084 ↗
12. Österreichische Bautechnik Vereinigung (ÖBV) (2023)Richtlinie „UHPC“. März 2023. Wien: ÖBV.
13. SIA 2052:2016-03+C1:2017-07 (2017)Ultra-Hochleistungs-Faserbeton (UHFB) – Baustoffe Bemessung und Ausführung. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein.
14. Schmidt M.; Leutbecher T.; Piotrowski S.; Wiens U. (2017)The German Guideline for ultra-high performance concretein: Toutlemonde F.; Resplendino J. [eds.] UHPFRC 2017 Design and Building with UHPFRC: New large-scale implementations recent technical advances experience and standards. RILEM Proceedings PRO 106 Montpellier October 2–4 2017. Paris: RILEM Publications pp. 545–554.
15. DIN 1045-1000:2023-08 (2023)Tragwerke aus Beton Stahlbeton und Spannbeton – Teil 1000: Grundlagen und Betonbauqualitätsklassen (BBQ). Berlin: Beuth.
16. DIN 1045-3:2023-08 (2023)Tragwerke aus Beton Stahlbeton und Spannbeton – Teil 3: Bauausführung. Berlin: Beuth.
17. Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E. V. (DBV) (2014)DBV-Merkblatt „Besondere Verfahren zur Prüfung von Frischbeton“. Fassung Januar 2014. Berlin: Eigenverlag.
18. DIN EN 12350-4:2019-09 (2019)Prüfung von Frischbeton – Teil 4: Verdichtungsmaß; Deutsche Fassung EN 12350-4:2019. Berlin: Beuth.
19. DIN EN 12350-5:2019-09 (2019)Prüfung von Frischbeton – Teil 5: Ausbreitmaß; Deutsche Fassung EN 12350-5:2019. Berlin: Beuth.
20. DIN EN 12350-8:2019-09 (2019)Prüfung von Frischbeton – Teil 8: Selbstverdichtender Beton – Setzfließversuch; Deutsche Fassung EN 12350-8:2019. Berlin: Beuth.
21. DIN EN 12350-6:2019-09 (2019)Prüfung von Frischbeton – Teil 6: Frischbetonrohdichte; Deutsche Fassung EN 12350-6:2019. Berlin: Beuth.
22. Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) (2021)DAfStb-Richtlinie „Stahlfaserbeton“. Ausgabe Juni 2021. Berlin: Beuth.
23. Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) (2012)DAfStb-Richtlinie „Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtlinie)“. Ausgabe September 2012. Berlin: Beuth.
24. DIN EN 12390-3:2019-10 (2019)Prüfung von Festbeton – Teil 3: Druckfestigkeit von Probekörpern; Deutsche Fassung EN 12390-3:2019. Berlin: Beuth.
25. DIN EN 14651:2007-12 (2007)Prüfverfahren für Beton mit metallischen Fasern – Bestimmung der Biegezugfestigkeit (Proportionalitätsgrenze residuelle Biegezugfestigkeit); Deutsche Fassung EN 14651:2005+A1:2007. Berlin: Beuth.
26. DIN EN 1542:1999-07 (1999)Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken – Prüfverfahren – Messung der Haftfestigkeit im Abreißversuch; Deutsche Fassung EN 1542:1999. Berlin: Beuth.
27. Bundesministerium für Digitales und Verkehr (2023)Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten – ZTV-ING. Ausgabe Dezember 2023.
28. DIN EN 13057:2002-09 (2002)Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken – Prüfverfahren – Bestimmung der kapillaren Wasseraufnahme; Deutsche Fassung EN 13057:2002. Berlin: Beuth.
29. DIN EN 206:2021-06 (2021)Beton – Festlegung Eigenschaften Herstellung und Konformität; Deutsche Fassung EN 206:2013+A2:2021. Berlin: Beuth.
30. Riedel P.; Leutbecher T.; Piotrowski S.; Heese C. (2018)Einfluss der Probekörpergeometrie auf die Ergebnisse von Druckfestigkeitsprüfungen an ultrahochfestem Beton. Beton- und Stahlbetonbau 113 H. 8 S. 598–607.https://doi.org/10.1002/best.20180002710.1002/best.201800027 ↗
31. Riedel P.; Leutbecher T. (2020)Einfluss der Faserorientierung und des Fasergehalts auf die Druckfestigkeit von ultrahochfestem Beton. Beton- und Stahlbetonbau 115 H. 10 S. 789–800.https://doi.org/10.1002/best.20200002010.1002/best.202000020 ↗
32. Orgass M.; Klitsch B.; Wißler M.; Tauscher F.; Dehn F. (2018)Überführungsbauwerk der L3378 bei Fulda-Lehnerz. Erster Einsatz von UHFB in Deutschland im Straßenbrückenbau. Teil 2: Betontechnologie und Qualitätssicherung. Beton- und Stahlbetonbau 113 H. 11 S. 822–830.https://doi.org/10.1002/best.20180006710.1002/best.201800067 ↗
33. Scheffler B.; Schmidt M. (2012)Application of Ultra-High Performance Concrete for Multifunctional Road Pavementsin: Schmidt M.; Fehling E.; Glotzbach C.; Fröhlich S.; Piotrowski S. [eds.]Ultra-High Performance Concrete and Nanotechnology in Construction. Proceedings of HiPerMat 2012 3rd International Symposium on UHPC and Nanotechnology for High Performance Construction Materials. Kassel March 7–9 2012. Schriftenreihe Baustoffe und Massivbau H. 19. Kassel: kassel university press pp. 913–920.
34. Schmidt M.; Freisinger-Schadow S.; Stöckert U. (2010)Whitetopping mit dünnen Belägen. Straße und Autobahn 61 H. 5 S. 323–330.
35. Fröhlich S.; Pfannkuch J.; Middendorf B. (2016)Influence of Compaction on the Position Stability of Fibres in flowable UHPCin: Fehling E.; Middendorf B.; Thiemicke J. [eds.]Ultra-High Performance Concrete and High Performance Construction Materials. Proceedings of HiPerMat 2016 4thInternational Symposium on Ultra-High Performance Concrete and High Performance Construction Materials. Kassel March 9–11 2016. Schriftenreihe Baustoffe und Massivbau H. 27. Kassel: kassel university press pp. 47–48.
36. prSIA 2052 : 2023-02 (2023)Ultra-Hochleistungs-Faserbeton (UHFB) – Baustoffe Bemessung und Ausführung; Vernehmlassung Entwurf prSIA 2052 : 2023-02. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein.
37. Mazanek O.; Lowke D.; Schießl P. (2014)Optimierung des Mischprozesses ultra-hochfester Betonein: Schmidt M.; Fehling E.; Fröhlich S.; Thiemicke J. [Hrsg.]Nachhaltiges Bauen mit ultra-hochfestem Beton Ergebnisse des Schwerpunktprogramms 1182 gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG). Schriftenreihe Baustoffe und Massivbau H. 22. Kassel: kassel university press S. 115–127.
38. Habel K.; Denarié E.; Brühwiler E. (2005)Bauteile aus ultrahochleistungsfähigem Faserbeton (UHPFRC) und traditionellem Stahlbeton: Eine innovative Lösung zur Instandsetzung und Veränderung bestehender Betonbauten. Beton- und Stahlbetonbau 100 H. 2 S. 124–131.https://doi.org/10.1002/best.20059002810.1002/best.200590028 ↗
39. Habel K. (2004)Structural behaviour of elements combining ultra-high performance fibre reinforced concretes (UHPFRC) and reinforced concrete[Dissertation]. EPFL Lausanne.10.1617/14342 ↗
40. Brühwiler E.; Fehling E.; Bunje K.; Pelke E. (2007)Design of an innovative composite bridge combining reinforced concrete with Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concretein:IABSE Symposium Weimar 2007: Improving Infrastructure Worldwide. Weimar Germany September 19–21 2007. Zurich: International Association for Bridge and Structural Engineering (IABSE) pp. 80–81. IABSE Report Vol. 93.10.2749/222137807796119753 ↗
41. Hadl P.; della Pietra R.; Hoang K. H.; Tue N. V.; Pilch E. (2015)Anwendung von UHPC als direkt befahrener Aufbeton bei der Integralisierung eines bestehenden Brückenbauwerks in Österreich. Beton- und Stahlbetonbau 110 H. 2 S. 162–170.https://doi.org/10.1002/best.20140009110.1002/best.201400091 ↗
42. Hadl P.; Maurer M.; Nault G.; Brindley G.; Abu-Hawash A.; Carter C.; Bishop D.; Herbst D.; Sritharan S.; Bierwagen D. (2019)UHPC Bridge Deck Overlay in Sioux County Iowa. International Interactive Symposium on Ultra-High Performance Concrete 2 No. 1 https://doi.org/10.21838/uhpc.970210.21838/uhpc.9702 ↗
43. Methner R.; Müller R. (2019)Brückeninstandsetzung Ertüchtigung und Abdichtung mit Ultrahochfestem-Faserbeton (UHFB) – Erfahrungen an drei Schweizer Großbrücken. Beton- und Stahlbetonbau 114 H. 2 S. 126–133.https://doi.org/10.1002/best.20180008810.1002/best.201800088 ↗
44. Forschungsgesellschaft für das Straßen und Verkehrswesen (FGSV) (2007)Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndecken aus Beton – ZTV Beton-StB 07. Ausgabe 2007. Köln: FGSV Verlag GmbH.
45. Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) (2005)DAfStb-Richtlinie „Herstellung und Verwendung von Trockenbeton und Trockenmörtel (Trockenbeton-Richtlinie)“. Ausgabe Juni 2005. Berlin: Beuth.
46. Fröhlich S.; Schmidt M. (2014)Testen von ultra-hochfestem Betonin: Schmidt M.; Fehling E.; Fröhlich S.; Thiemicke J. [Hrsg.]Nachhaltiges Bauen mit ultra-hochfestem Beton Ergebnisse des Schwerpunktprogramms 1182 gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG). Schriftenreihe Baustoffe und Massivbau H. 22. Kassel: kassel university press S. 129–176.
47. DIN EN 1992-1-1:2011-01+A1:2015-03 (2015)Eurocode 2. Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken – Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; Deutsche Fassung EN 1992-1-1:2004+AC:2010+A1:2014. Berlin: Beuth.10.1002/9783433605103.part1 ↗
48. DIN 1045-2:2023-08 (2023)Tragwerke aus Beton Stahlbeton und Spannbeton – Teil 2: Beton. Berlin: Beuth.
49. DIN EN 1992-1-1/NA:2013-04+NA/A1:2015-12 (2015)Nationaler Anhang – National festgelegte Parameter – Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken – Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Änderung A1. Berlin: Beuth.10.1002/9783433605103.part1 ↗
50. Brühwiler E. (2024)Swiss UHPFRC Model Standard: Ultra-High Performance Fibre Reinforced Cementitious composite (UHPFRC) – Materials dimensioning and execution (adapted from SIA 2052). Version 20. März 2024. École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL).
51. NF P18-470:2016-07 (2016)Concrete – Ultra-high performance fibre-reinforced concrete – Specifications performance production and conformity. La Plaine Saint-Denis Cedex: AFNOR – Association Française de Normalisation.
52. Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt):Technische Regel „Instandhaltung von Betonbauwerken“ (TR Instandhaltung) – Teil 1: Anwendungsbereich und Planung der Instandhaltung. Stand Mai 2020. Berlin: DIBt.
53. DIN EN 12504-1:2021-02 (2021)Prüfung von Beton in Bauwerken – Teil 1: Bohrkernproben – Herstellung Untersuchung und Prüfung der Druckfestigkeit; Deutsche Fassung EN 12504-1:2019+AC:2020. Berlin: Beuth.