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1. Internationale Holzbrückentage 2010

Historische Entwicklung, Geschichte, Entwicklungen, Zukunft der Holzbrücken | K. Schwaner

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Historische Entwicklung, Geschichte,

Entwicklungen, Zukunft der Holzbrü-cken

Kurt Schwaner

Fachhochschule Biberach

Biberach, Deutschland



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Historische Entwicklung, Geschichte, Entwicklungen, Zukunft der Holzbrü-

cken

1. Einleitung

Brücken verbinden. Menschen, Regionen, Länder, Kontinente. Sie beflügeln die Phantasie

von Dichtern, von Reisenden und natürlich von Ingenieuren. In der Einführung zum

Deutschen Brückenbaupreis 2008 heißt es: „Brücken sind als Teil der technischen Infra-

struktur Ausdruck der Innovationskraft unserer Gesellschaft und ihrer Planer.“

„Brücken bedeuten weit mehr als nur materielle Verbindungen zwischen zwei Punkten.

Brücken können emotionale Eindrücke von reichster Schattierung wachrufen, was sie

auch zum Symbol, zu einem sichtbaren Zeichen einer unsichtbaren Wirklichkeit erhöht.

Jeder Brückenschlag verbindet Menschen und macht ihn so über das rein Technische

hinaus zum Symbol und Teil unserer Kultur. Brücken sind als Bauwerke Geschichte der

Menschheit, aber auch Gradmesser für planerische Kompetenz, technische Intelligenz

und ingeniöse Kreativität im Umgang mit Bauwerkstoffen und für handwerkliche Ge-

schicklichkeit.“ Anton Steurer, Brückensymposium München 2007

Die Art der Nutzung bestimmt die Wahrnehmung und Erscheinung einer Brücke. Steigen-

de Geschwindigkeiten der Fahrzeuge verlangen nach geringen Steigungen und großen

Radien. Durch die Annäherung an diese Ideallinie ist oft die Anpassung an die Gelände-

gegebenheiten nicht mehr möglich. Brücken wechseln mit Tunneln, Unter- mit Überfüh-

rungen ab. Die Brücke verliert ihre singuläre Stellung an besonderen Orten. Fußgänger-

brücken sind dieser strengen Linienführung meist nicht ausgesetzt ist. Der größere Spiel-

raum aber auch geringerer Belastung und Spannweiten bietet die Chance zu ästhetischer

Extravaganz.

So gehören Fußgängerbrücken, speziell im Holzbau, wohl zu den anspruchsvollsten Inge-

nieurtragwerken. Es gibt eine Reihe von Brücken, die herausragende gestalterische und

ingenieurtechnische Leistungen darstellen. Sie zeigen, dass Holz zu den leistungsfähigs-

ten Baustoffen gehört. Wie bei jedem Werkstoff müssen jedoch die spezifischen Eigen-

schaften bei Entwurf und Konstruktion besonders berücksichtigt werden.

2. Historische Entwicklung

Die erste urkundlich erwähnte Brücke soll 3000 v. Chr. über den Nil geführt haben. In

dem zwischen Euphrat und Tigris gelegenen Mesopotamien bauten die Sumerer im fol-

genden Jahrtausend mehrere Holzbrücken. Dabei waren Form und Tragwerk den Erfah-

rungen und den handwerklichen Möglichkeiten ihrer Erbauer angepasst. Aus der gleichen

Tradition entstandene Balken-, Joch-, Kragbalken- und Auslegerbrücken sind in Asien

noch heute anzutreffen (Joch = Zwischenauflager).

Abbildung 1: Brücke aus Rundstämmen, Südamerika



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Abbildung 2: Kragbalkenbrücke, Detail Auflager Abbildung 3: Kragbalkenbrücke, Detail Auflager

Im selben Zeitraum entstanden in Lateinamerika und China Hängebrücken aus geflochte-

nen Naturfasern. Spannweiten über 100 m waren möglich. Konstruktionen dieser Art ha-

ben sich in abgelegenen Gebieten dieser Länder bis heute bewährt. Durch die direkte

Bewitterung dieser Brücken verringert sich jedoch die Lebensdauer der Naturfasern be-

trächtlich, so dass die Tragseile oft erneuert werden müssen.

Wie auch heute noch, waren in der Vergangenheit militärische Ziele Ausgangspunkt des

technischen Fortschritts und der Neuentwicklungen. Dies trifft in besonderem Maße auf

das Römische Reich zu.

55 v. Chr. lies Julius Caesar eine ca. 400 m lange und 12 m breite Brücke über den Rhein

bauen. Für das Bauwerk in der Nähe des heutigen Neuwied wurden ausschließlich Rund-

hölzer verwendet. Die längstragenden Hölzer waren auf Jochen gelagert, die im Abstand

von ca. 8 m gestellt wurden. Ausgesteift wurde die Konstruktion durch Querverstrebun-

gen und stromabwärts gelegene Schrägpfähle.

Abbildung 4: Rheinbrücke bei Neuwied D nach Julius Caesar

Abbildung 5: Modell Brücke über den Rhein, Caesar nach Palladio, Deutsches Museum München

Das europäische Mittelalter konnte nicht sehr viel von der römischen Baukunst bewahren.

Auch das traditionelle Wissen um die Technik des Brückenbaus geriet in Vergessenheit.

Eine der ältesten, heute noch intakten Holzbrücken dieser Zeit ist die Kapellbrücke über

die Reuss in Luzern. Sie wurde 1333 erstellt und im Verlauf der Jahrhunderte mehrmals

umgebaut und erneuert.

Von den unzähligen historischen Brücken haben nur wenige überlebt. Die die überlebt

haben, sind die Ausnahme. Sie sind meist zu Wahrzeichen der Städte geworden. Sie

wurden daher außergewöhnlich gut gepflegt, gut gewartet, meist Wahrzeichen sehr viele

neue Bauteile

unterhalten.



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Abbildung 6: Kapellbrücke Luzern, Schweiz

Im Bemühen große Spannweiten zu erreichen, entwickelten sich im 15. Jahrhundert

Tragwerke durch das Zusammenfügen von Balken zu Dreiecken. Es entstanden Hänge-

und Sprengwerke mit denen zwanzig Meter und mehr überbrückt werden konnten.

1570 veröffentlichte der italienische Baumeister Andrea Palladio erstmals eine Abhand-

lung mit Zeichnungen und „statischen― Beschreibungen verschiedener Brückentypen aus

Holz.

Abbildung 7: Brückentragwerke nach Palladio

Abbildung 8: Brücke nach Plänen von Palladio 1569, zerstört, 1948 Rekonstruktion, Bassano I

Mitte des 18. Jahrhunderts setzte die Baumeisterfamilie Grubermann aus der Schweiz

neue Maßstäbe im Brückenbau. Johan Ulrich Grubermann erhielt 1755 von der Stadt

Schaffhausen den Auftrag eine Holzbrücke Spannweite über den Rhein zu bauen. Gru-

bermann plante den Rhein ohne stützenden Mittelpfeiler in einem Schwung zu überque-

ren. Das von ihm entwickelte Bogensprengwerk sollte mit 119 m Spannweite eine drei-

mal größere Spannweite als je eine Holzbrücke zuvor erreichen. Da seine Auftraggeber

Bedenken anmeldeten, wurde die Brücke schließlich doch mit einem Mittelpfeiler ausge-

führt.

Abbildung 9: Originalmodell Rheinbrücke Schaffhausen CH, Grubermann 1755

Abbildung 10: Originalmodell, © Bühler



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Abbildung 11: Modell, Detail, © Bühler

Abbildung 12: dto., Zeichnung

Die japanische Holzbautradition zeichnet sich durch die Verwendung kurzer Stäbe und

entsprechend vieler handwerklich perfekt ausgebildeten Konten aus. Trotz der hohen

Präzision der Ausführung ergeben sich in jedem Knoten Verformungen. Um Stabilitäts-

versagen zu vermeiden, müssen Bogentragwerke mit großem Stich versehen werden.

Abbildung 13: Kintai-Kyo-Nishiki bei Iwakuni J 1673, © Bühler

Abbildung 14: Neue Brücke in Buthan © W. Kübler

3. Entwicklung in Nordamerika

Einen neuen Höhepunkt erlebte der Holzbrückenbau Anfang des 19. Jahrhunderts in

Nordamerika. Für die Erschließung und Besiedelung des Landes war ein rascher Ausbau

des Verkehrsnetzes erforderlich, der auch die Überbrückung von Flüssen und Schluchten

verlangte. Vor allem der unaufhaltsame Ausbau des Schienennetzes in Richtung Westen

forderte den Bau hoch belastbarer Eisenbahnbrücken. Breite Anwendung fanden dafür ab

1820 die von Ithiel Town (1820), Stephan Long und William Howe (1846) neu entwickel-

ten Gitterfachwerke. Die feinmaschige, kreuzweise Anordnung der Füllstäbe ermöglichte

die Ausbildung zug- und druckfester Stabanschlüsse mit Nägeln oder hölzernen Bolzen.

Abbildung 15: Gedeckte Straßenbrücke, USA

Abbildung 16: Innenansicht Gittertragwerk



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Abbildung 17: Detail Gittertragwerk

Die größte Verbreitung fand das Konstruktionsprinzip von Howe mit eisernen Vertikalstä-

ben, die so angeordnet und gespannt sind, daß alle Holzdiagonalen auf Druck bean-

sprucht werden.

Der Howe Truss und der Town Lattice Truss waren die favorisierten Brückensysteme der

Bahngesellschaften der USA. Diese beiden Gitterfachwerktypen ermöglichten einen hohen

Grad an Vorfabrikation der Brückenbauteile. Die Verwendung typisierter Knoten aus

Gusseisen in Verbindung mit eisernen Zugstangen und Schraubmuttern erleichterten die

Montage und erlaubten aber vor allem ein Nachziehen der Muttern im Bedarfsfall. Über-

höhungen der Konstruktion lassen sich dadurch ebenfalls leicht bewerkstelligen.

Abbildung 18: Detail Gussknoten

Abbildung 19: Cascade Bridge der Erie- Eisenbahn, USA

Karl Culmann brachte diese Neuentwicklung einige Jahre später (1849) nach Europa.

Auch hier fanden die Gitterfachwerke breite Anwendung.



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Abbildung 20: Punt Russein bei Somvix CH, Gitterfachwerk

Abbildung 21: dto., Detail Fußpunkt

Bis vor etwa 130 Jahren wurden in Europa und Nordamerika neben Bogen und Gewölbe-

brücken aus Stein vor allem Brücken aus Holz gebaut.

Mit Beginn der Industrialisierung verlor der Baustoff Holz zunehmend an Bedeutung.

Gusseisen, Stahl und Beton wurden zu den dominierenden Baustoffen im Brückenbau.

Die neuen Baustoffe waren bestens geeignet für die stetig steigenden Anforderungen aus

dem zunehmenden Verkehr mit hohen Lasten, dynamischen Beanspruchungen und gro-

ßen Spannweiten.

Unentbehrlich wurde das Holz jedoch nicht. Für den Bau von Betonbrücken waren an-

fangs des 20. Jahrhunderts hölzerne Lehrgerüste erforderlich. Diese Behelfsbrücken wa-

ren oft größeren Belastungen (aus Frischbetongewicht; f = 25 kN/m³, g = 2,5 t/m³) aus-

gesetzt als die Betonbrücke selbst. Es handelt sich also auch hier um hochleistungsfähige

Brückentagwerke aus Holz. Ein bedeutendes Beispiel dafür ist die Salginatobel- Brücke in

der Schweiz von Robert Maillard. Ohne das hölzerne Lehrgerüst des Zimmermeisters Ri-

chard Coray hätte diese Brücke nicht gebaut werden können.

Abbildung 22: Salginatobel- Brücke, Schiers CH, Robert Maillard (1930)

Abbildung 23: dto. Lehrgerüst von Richard Coray

4. Gegenwart und Zukunft

Aus den schlechten Erfahrungen beim baulichen Holzschutz von Brücken in den vergan-

genen Jahrzehnten kann man einige Konstruktionsprinzipien ableiten. Kleinteilige Kon-

struktionen z. B. Fachwerke mit vielen Stäben und Knoten, die einen deutlich höheren

Aufwand bei Sicherstellung des baulichen Holzschutzes erfordern, werden zunehmend

von robusteren Bauteilen ersetzt (z.B. Blockquerschnitt, QS- Platte, Holz-Beton-

Verbundbauteile). Neben den Konstruktionsarten werden die Materialien und die Verbin-

dungsmittel weiter entwickelt. Beispielhaft genannt sei die Acetylierung von Holz mit dem

Ziel, selbst bei direkter Bewitterung dauerhaft zu sein. Bei den Verbindungsmitteln wer-

den die eingeklebten Gewindestangen, auch parallel zur Faser, an Bedeutung gewinnen.



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Wie in der Einleitung bereits erwähnt, erlebt der der Werkstoff Holz im Hoch- und Brü-

ckenbau seit den späten sechziger Jahren einen stetigen Aufschwung. Angetrieben durch

die ständige Entwicklungsarbeit der Hersteller sowie verschiedener Institutionen und

Verbände stehen dem planenden Ingenieur heute erweiterte Möglichkeiten zur Verfü-

gung, als dies noch vor einigen Jahren der Fall war.

Dazu gehören:

- Baustoffe höherer Leistungs- bzw. Tragfähigkeit: Brettschichtholz, Furnierschicht- und

Sperrhölzer; hergestellt aus maschinell, nach Tragfähigkeit sortierten Hölzern.

- Baustoffe höherer Festigkeiten; z. B. durch Verleimung von Buchenholz- Lamellen zu

Brettschichtholz.

- Bauteile in nahezu beliebiger Form und Größe, bedingt durch neue Herstellungs- und

Produktionsverfahren sowie neue Möglichkeiten der Bearbeitung von Bauteilen, z. B. mit

Hilfe der CNC-Technologie.

- Neue Bauweisen; in erster Linie die Vorspann- und Verbundbauweise.

- Neue Anschlussmöglichkeiten sowie Verbindungsmittel und –techniken, z. B. Möglich-

keit der Keilzinkung auf Montage

- Vollgewindeschrauben für Querzugverstärkungen oder Hirnholzanschlüsse

- Eingeleimte Gewindestangen für die Einleitung hoher konzentrierter Lasten.

Statische Wirkungsweise;

- die Erfassung des -Tragverhaltens von Brückentragwerken, insbesondere von räumli-

chen Tragwerken, konnte wesentlich verbessert werden. Einerseits durch bessere Kennt-

nisse über das Tragverhalten von Werkstoffen und Verbindungsmitteln sowie den Einsatz

leistungsfähiger EDV, andererseits durch Überprüfungsmöglichkeiten an neu gebauten

Brücken.

- Einbringen der beim Bau weitgespannter Hallen gemachten Erfahrungen hinsichtlich

(Vor-) Fertigung (Rationalisierung), Transport und Montage.

Diese und viele weitere Möglichkeiten sowie ein gewachsenes ökologisches Verantwor-

tungsbewusstsein führen dazu, dass heutzutage berechtigter Weise wieder vermehrt

Holzbrücken gebaut werden. Nach wie vor im Bereich des Fußgänger- und Radverkehrs,

aber auch in Bereichen des Strassen-, Schwerlast- und Eisenbahnverkehrs sowie des

Schalungs-, Gerüst- und Förderanlagenbaus.

In den letzten Jahren ist dankenswerterweise eine Reihe von beispielhaften Detailzeich-

nungen entstanden. Diese Zeichnungen sind zwar von einer Expertengruppe erarbeitet

worden, können aber nicht alle Anforderungen erfüllen und sind gedacht, um damit in der

Praxis Erfahrungen zu sammeln. Die Auswertung steht noch aus und ist durch mangelnde

Finanzierung gefährdet. Eine Weiterentwicklung findet z. Z. nicht statt. Erst wenn die

Details sich nachweislich in der Praxis bewährt haben, kann man versuchen, sie gemein-

sam mit dem Ministerium in offizielle Regeldetails neutral zu überführen.

5. Schutz und Dauerhaftigkeit von Brücken

Die in der aktuellen Ablöserichtlinie festgelegten Kennwerte der Unterhaltungskosten und

Dauerhaftigkeiten stellen für den Holzbrückenbau eine verminderte Wettbewerbsfähigkeit

dar. Eine Verbesserung kann nur über einen statistischen Nachweis geführt werden. Dazu

benötigt man eine Vielzahl „guter― Brücken. So lang aber noch selbst in jüngster Zeit

Trogbrücken ohne jeglichen Holzschutz (gegen den Stand der Technik) ohne jegliches

Unrechtsbewusstsein des Bauherren, der Planer oder des Prüfers ausgeführt werden, sind

wir noch nicht auf dem richtigen Weg.



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Passerelle Corselles Neuenburg CH

Schweizer Holzbaupreis Anerkennung 2000 Region West

Die Trogbrücke mit ihren ungewöhnlichen Formen bildet einen markanten Punkt im

Dorf.

Abbildung 24: Ansicht der Trogbrücke

Abbildung 25: beidseitig unbekleidet und der vollen Bewitterung ausgesetzt

Im Zuge der Tourismusangebote, die verstärkt den Wald entdeckt haben, werden ver-

mehrt Brücken mit Aussichttürmen in Höhe der Baumkronen gebaut. Die Bauteile dieser

Konstruktionen sind der unmittelbaren Bewitterung ausgesetzt. Um die Dauerhaftigkeit

von „geschützten― Holzbrücken zu erreichen, müssen besondere Maßnahmen ergriffen

werden.

Umso erstaunlicher ist es, dass Bauherren solcher Anlagen behaupten, dass es sich nicht

um Brücken nach Baurecht handelt, da sie „privat― genutzt würden. Die Lebensdauer sei

mit 10 bis 20 Jahren anzusetzen, demnach würden die Brücken „modifiziert―. Aus diesem

Grund werden häufig die Prinzipien des baulichen Holzschutzes z. B. nach DIN 1074

missachtet. Selbst bei bautechnischen Prüfungen wird dem zugestimmt.

Baumkronenweg Waldkirch D

Er besteht aus einer ca. 200 Meter langen Holz-Stahlkonstruktion mit vier Aussichtstür-

men. Barrierefrei ganz allmählich in die faszinierende Welt der Baumkronen in 23 Metern

Höhe. Die Brückenlängsträger sind als Trog ohne jegliche seitliche Bekleidung ausgeführt.

Abbildung 26: Werbeplakat

Abbildung 27: Trogbrücke, seitlich ungeschützt



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Abbildung 28: dto. Detail

Abbildung 29: Detail, Hirnholz bewittert, bereits nach sehr kurzer Zeit erheblich gerissen

Baumwipfelweg Bayrischer Wald

In 8 bis 25 Meter über dem Waldboden ermöglicht der Baumwipfelpfad im Nationalpark

Bayerischer Wald einzigartige Perspektiven. Mit einer Länge von 1320 m und einer Höhe

von 44m ist er der weltweit größte Wipfelpfad. Der Steg endet auf der Plattform des Aus-

sichtsturmes (Baumturm) in einer Höhe von 44 Metern.

Die Konstruktion besteht aus BS- Holz. Die Trogbrücken und der Turm sind lediglich auf

der Oberseite abgedeckt. Alle Seitenflächen werden direkt bewittert. Der Hersteller har

eine Garantie der Dauerhaftigkeit von 30 Jahren zugesichert. Voraussetzung ist, dass der

Bauherr die Regelungen des Überwachungshandbuches einhält und bei Bedarf einen Ex-

perten des Herstellers bei der Überwachung hinzuzieht.

Abbildung 30: Luftbild Baumturm

Abbildung 31: Innenansicht mit Rampe



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Abbildung 32: Detail

Abbildung 33: DIN 1074:2006-09, Titelblatt

Der Holzschutz und damit die Dauerhaftigkeit von Holzbrücken sind in der relativ neuen

DIN 1074:2006-09 (Brücken aus Holz) sowie der Normenreihe E DIN 68 800:2005-11

(Holzschutz) behandelt.

Die DIN 1074:2006-09 Holzbrücken eröffnet der Berechnung und Konstruktion von Holz-

brücken neue Möglichkeiten. Gleichzeitig werden die Erfahrungen mit Holzbrücken ge-

bündelt und für alle Planungen verbindlich vorgeschrieben.

Jedes Bauteil ist z. B. in die Kategorie „geschützt― oder „nicht geschützt― einzustufen.

Dadurch ist erstmals die Möglichkeit gegeben, dass die Dauerhaftigkeit einer Brücke

„nachweisbar― wird. Dieser Nachweis wird in der Norm ausdrücklich verlangt. Um einen

dauerhaften Holzschutz zu erreichen, ist mit Beginn der Planung bereits ein Holzschutz-

konzept zu entwickeln.

Des Weiteren schreibt DIN 1074 vor, dass die Brücke regelmäßig inspiziert werden muss.

Die in der Vergangenheit weitgehend missachtete Wartung und Instandsetzung wird jetzt

verpflichtend, z. B. über ein vorzulegendes Wartungskonzept und über laufende Doku-

mentationen.

Beherzigt man den kurzen, aber ausreichenden Hinweis „Wasser weg― und erfüllt damit

die Grundanforderungen des baulichen Holzschutzes, wie in DIN 1074 aufgelistet, ist kein

chemischer Holzschutz erforderlich. Die Verwendung biozider Inhaltsstoffe bringt keine

Verlängerung der Dauerhaftigkeit, bedeutet aber, dass die eigentlich positive Bilanzie-

rung von Holzbauteilen für die Nachhaltigkeit sich durch Beimischungen von Giftstoffen

ins

Gegenteil verkehrt.

Insbesondere in DIN 1074 wurden die Anforderungen an den Holzschutz deutlich präzi-

siert. Im Normentext sind die Prinzipien des Holzschutzes genannt. Im informativen An-

hang A werden detaillierte Angaben zur Umsetzung des Holzschutzes gegeben. Ein in-

formativer Anhang entspricht immer dem Stand der Technik.

6. Holzschutz als Planungskonzept

Da die Ursachen von Schäden an Holzbrücken fast ausschließlich im vernachlässigten

Holzschutz zu suchen sind, ist es von entscheidender Bedeutung, die Elemente eines um-

fassenden Holzschutzkonzeptes bei der Planung und Ausführung zu berücksichtigen. Zu

den Elementen des Konzeptes gehören die Gestaltung, die Materialwahl, die Detailausbil-

dung des baulichen Holzschutzes sowie eine entsprechende Oberflächengestaltung und -

behandlung.

Die Dauerhaftigkeit bzw. die vorgesehene Lebensdauer der Brücke muss vereinbart und

durch gezielte bauliche Maßnahmen in der Planung umgesetzt werden.



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Um die Dauerhaftigkeit Brücke beurteilen zu können, müssen ihre Beanspruchungen und

deren Auswirkungen auf die Dauerhaftigkeit bekannt sein:

Nach DIN 1074, A.1 (2) hängt die Dauerhaftigkeit von den klimatischen, mechanischen

und nutzungsbedingten Beanspruchungen ab. Nach DIN 1074, A.1 (3) sind klimatische

Einflüsse vor allem Niederschläge aber auch Sonneneinstrahlung, Wind, aufsteigende

Feuchte über Nassbereichen usw. Schnell und vollständig abgeleitete Niederschläge,

Sonneneinstrahlung sowie Wind haben i. d. R. keinen signifikanten Einfluss auf die Dau-

erhaftigkeit.

Die z. Z. erhältlichen Anstriche ohne biozide Wirkstoffe (keine HS- Mittel) können die

Dauerhaftigkeit nicht wesentlich beeinflussen.

Abbildung 34: Simme-Brücke, Wimmis CH, 1989, Ansicht

Abbildung 35: Ansicht

Der seitliche Überstand des Daches von 1,50 m und die jalousieartige Anordnung der

Brüstungsbretter aus Lärche verhindert das Eindringen von Niederschlag in die gefährde-

ten Tragwerksteile.

7. Baustoffe für den Holzbrückenbau

Die im Brückenbau verwendbaren Materialien sind in DIN 1074 oder in den Zulassungen

der Baustoffe geregelt. Genügt die Resistenzklasse, die natürliche Widerstandsfähigkeit

gegen Pilz- und Insektenbefall, der Fichte/Tanne nicht mehr den Beanspruchungen, müs-

sen resistentere Holzarten wie Lärche, Douglasie, Eiche, Robinie oder tropische Holzarten

eingesetzt werden. Ein Maßstab für die Resistenz gibt die EN 350-1 und EN 350-2.

Für alle Holzarten gilt, dass nur das Kernholz die angegebene Resistenz besitzt. Die

Splinthölzer aller üblichen Bauhölzer verfügen über keine nennenswerte Resistenz. Durch

Einsatz von resistenten Holzarten können Bauteile in Gefährdungsklassen nach DIN 68

800 eingestuft werden, die sonst nur mit chemischem Holzschutz erreicht werden.

Sicherstellung und Nachweis der Dauerhaftigkeit

Laut DIN 1074, 4 (2) gehören zu den bautechnischen Unterlagen auch Unterlagen zur

Dauerhaftigkeit. Es muss der Nachweis über die Dauerhaftigkeit geführt werden und mit

welchen Maßnahmen sie erreicht wird. Ein umfangreicher Maßnahmenkatalog ist in DIN

1074, Anhang A aufgelistet. Bei der Beurteilung wird zwischen tragenden und nicht tra-

genden Bauteilen unterschieden.

Für tragende oder aussteifende Bauteile gelten die Regelungen in Landesbauordnungen,

Baugenehmigung, Standsicherheitsnachweis. Die Zuordnung zu „geschützten― oder „nicht

geschützten― Bauteilen ist zwingend. Die konstruktive Detailausbildung ist maßgebend.

Bei nicht tragenden oder nicht- aussteifenden Bauteilen (Beläge, Handläufe, Geländer)ist

die Zuordnung zu „nicht geschützt― i. d. R. möglich..



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8. Geschützte und nicht geschützte Bauteile

Zum Nachweis gehören die Zuordnung der gesamten Brücke oder deren einzelne Bauteile

zur Einstufung in „geschützte― oder „nicht geschützte― Bauteile. In DIN 1074,3 werden

die neuen Begriffe „geschützt― und „ungeschützt― definiert.

Mit dieser Unterscheidung lassen sich Prognosen über die Dauerhaftigkeit, die Schadens-

anfälligkeit und letztlich auch über die Unterhaltskosten treffen. Die Qualität des jeweili-

gen Schutzes wird überprüfbar.

9. Geschützte Konstruktionen

Als geschützt gelten Konstruktionen oder Bauteile, bei denen eine direkte Bewitterung

durch Niederschläge oder durch Eintrag von Feuchte ausgeschlossen ist. Dann dürfen

diese nach DIN 1074, 7.1 (1) der Nutzungsklasse 2 nach DIN 1052 zugewiesen werden.

Abbildung 36: DIN 1074:2006-09, Anhang A1 Empfehlungen zur Dauerhaftigkeit von Holz und Holzwerkstoffen Allgemeines Bild A.1 — Geschützte Brückenbauteile Legende: a) Brücke mit unten liegender Verkehrsbahn b) Brücke mit oben liegender Verkehrsbahn c) gedeckte Brücke

Die Bauteile sollten gegen Niederschläge durch eine allseitige wasser-undurchlässige

Schicht geschützt werden.

DIN 1074 verlangt weiterhin, dass die Bauteile gegen Niederschläge durch eine allseitige

wasserundurchlässige Schicht geschützt werden sollen. Bei gedeckten Brücken (c) liegt

die Unterkante von geschützten Bauteilen innerhalb eines Bereiches, der durch eine Ge-

rade, die von der Dachkante um 30 ° gegen die Lotrechte zum überdachten Bereich hin

geneigt ist, begrenzt wird.

In DIN 1074, A.2 (5) wird ausdrücklich festgelegt, dass Bauteile, die nicht oder nur mit

erheblichem Aufwand ausgetauscht werden können, wie z. B. Hauptträger, als geschützte

Bauteile ausgebildet werden sollten.

Geschützte Bauteile (s. DIN 1074,3.1) aus Brettschichtholz und aus technisch getrockne-

tem Vollholz und Holzwerkstoffen in NKL 1 und 2 können ohne chemische Schutzmaß-

nahmen gegen Insekten oder Pilze eingebaut werden.

An „geschützte― Bauteile bestehen keine besonderen Anforderungen hinsichtlich der Re-

sistenzklasse der Holzart. Die „normale― Fichte /Tanne ist völlig ausreichend. Ein chemi-

scher Holzschutz ist nicht erforderlich.



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10. Ungeschützte Konstruktionen

Bauteile, die nicht zum Tragwerk gehören, z. B. Bohlenbelag, Geländer, Handlauf können

i. d. R. nur als „nicht geschützt― eingebaut werden. Sie sind als Verschleißteile zu planen,

die einfach und kostengünstig ausgetauscht werden können. Holzart und Holzsortierung

sind besonders wichtig. Der natürlichen Resistenz der Hölzer sollte unbedingt der Vorrang

vor chemischen Mitteln gegeben werden.

Abbildung 37: DIN 1074:2006-09, Anhang A (informativ) Empfehlungen zur Dauerhaftigkeit von Holz und Holzwerkstoffen Bild A.2 — Ungeschützte Brückenbauteile d) Brücke mit unten liegender Verkehrsbahn e) Brücke mit oben liegender Verkehrsbahn f) gedeckte Brücke

Abbildung 38: Ungeschützte Trogbrücke. Totalscha-den nach ca. 12 Jahren

Abbildung 39: Tiefe Rissbildung, Kapillarfugen, Pilzbil-dung

Als ungeschützt gelten Konstruktionen oder Bauteile, die nach DIN 1074,3.2 nicht oder

nur teilweise vor direkter Bewitterung durch Niederschläge oder durch Eintrag von Feuch-

te geschützt sind. Ungeschützte Bauteile müssen der Nutzungsklasse 3 zugewiesen wer-

den.

Haupttragwerke oder einzelne Bauteile des Überbaues wie z. B. Haupt- und Nebenträger,

Fachwerkbinder usw., die ungeschützt der Bewitterung ausgesetzt, entsprechen nicht

dem heutigen Stand der Erkenntnis und Technik, da sie den geforderten Beanspruchun-

gen zumindest mittel- und langfristig nicht standhalten.



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Abbildung 40: DIN 1074:2006-09-Anhang A (informativ) Empfehlungen zur Dauerhaftigkeit von Holz und Holzwerkstoffen

Da die unteren Bauteile und Verbindungen der gedeckten Brücke unmittelbar der Bewit-

terung ausgesetzt sind, ist diese Bauausführung bestenfalls für Brücken mit planmäßig

kurzer Standzeit geeignet aber wegen des hohen Aufwandes in der Regel nicht zu emp-

fehlen.

Abbildung 41: Detail UG- Knoten 2-teiliger UG- Quer-schnitt

Abbildung 42: Brenzhausbrücke, Heidenheim D 2006 Verglaste Brüstungselemente bieten den erforderli-chen Schutz der UG- Knoten

Abbildung 43: Flughafen Tegel, Berlin D

Überdachte Trogbrücke mit kompletter Bekleidung aus Holzwerkstoff- Platten

Deshalb müssen nach DIN 1074,A.2 (7) bei ungeschützten tragenden Bauteilen auf jeden

Fall deren oberen Bauteilflächen Abdeckungen nach DIN 1074, Bild A.2 erhalten.



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Abbildung 44: Blechabdeckung der Hauptträger

Abbildung 45: Stehfalzblech als Abdeckung der Haupt- und Nebenträger. Belag und Geländer aus Eiche

Geländer und Brüstungen sind Bauteile, an die besondere funktionale, statische, aber

auch gestalterische Anforderungen gestellt werden. Außerdem sind sie die der Witterung

am meisten ausgesetzten Teile. Sämtliche Anforderungen bezüglich Funktion und Tragfä-

higkeit orientieren sich an der Sicherheit von Brüstungen und Handläufen als seitliche

Begrenzung der Geh- und Fahrbahn.

Abbildung 46: In den Geländerpfosten eingelassene lotrechte U- Scheiben können vom Wasser nicht unterwandert werden

11. Unterhalt der Bauwerke und Holzschutz

Erstmalig wird in einer Norm die Unterhaltung des Bauwerks oder einzelner Bauteile als

zu erfüllende Anforderung aufgeführt.

Nach DIN 1074, 6.1 gilt allgemein: Brücken sind so zu planen, zu konstruieren, auszu-

führen und zu unterhalten, dass sie während der vorgesehenen Nutzungsdauer ihre Trag-

fähigkeit und Gebrauchstauglichkeit ohne wesentlichen Verlust der Nutzungseigenschaf-

ten und mit einem vertretbaren Instandhaltungsaufwand behalten.

Bei unter Dach verbautem, nicht direkt bewittertem Holz, selbst bei extremen Klimaver-

hältnissen (Luftfeuchte > 80%) kann die Holzfeuchte nie über 18% steigen. Nach DIN

1074,A.2 (1) und neuer DIN 68.800 ist in NKL 1 und 2 ebenfalls kein chemischer Holz-

schutz gegen Insekten erforderlich, wenn die Holzbauteile technisch getrocknet wurden.

Nach DIN 68800-3 Anhang tritt Pilzbefall nicht auf, solange die Holzfeuchte an jeder Stel-

le und zu jeder Zeit unterhalb des Fasersättigungsbereiches (ca. 30% bis 34%) bleibt.

Fazit: Bleibt die Holzausgleichsfeuchte während der Nutzungsdauer der Brücke unterhalb

des Fasersättigungsbereiches, ist eine Zerstörung durch Pilze und Insekten ausgeschlos-

sen. Dies trifft für alle „geschützten― Bauteile zu.



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12. Maßnahmen für die Dauerhaftigkeit

Die Dauerhaftigkeit wird von verschiedenen Beanspruchungen beeinflusst: Belastungen,

Klima, Verschleiß usw.

Hauptbeanspruchung der Brückenbauteile ist die Feuchte im Holz z. B. aus direkter Be-

witterung, durch Leckagen, durch Kondenswasser sowie durch aufsteigende Feuchtigkeit.

Dies kann zu Zerstörung durch Insekten und Pilzen, Verringerung der Festigkeiten, Redu-

zierung der E- und G- Module sowie zu Reduzierung der Verbindungstragfähigkeit führen.

Um diese Beanspruchungen zu minimieren, helfen:

- Schnelle Wasserableitung; Austrocknungsmöglichkeit der Hölzer; keine horizontalen,

bewitterten Oberflächen; keine Kapillarfugen.

- Konstruktive Detailausbildung z. B. durch Abdeckung mit Verschleißbauteilen; Bauteile

kontrollierbar lassen; Verwendung rissarmer Halbhölzer; Abstand zu Wasser führenden

Schichten

Beanspruchungen wirken sich unterschiedlich stark auf die o. g. Grundanforderungen

aus. Folgen können sein:

- Zerstörung durch Insekten und Pilze; Durchfeuchtung; Verringerung der Festigkeiten;

Reduzierung der E- und G- Module; Reduzierung der Verbindungstragfähigkeit.

Abdeckung und Hinterlüftung

Die Schutzmaßnahmen sollten nach DIN 1074,A.1 (8) kontrollierbar sein und eine Belüf-

tung der geschützten Bauteile ermöglichen.

Um Bauteile als „geschützt― einstufen zu können, müssen alle bewitterten Flächen wasse-

rundurchlässig abgedeckt werden. Diese Abdeckungen (Platten, Bänder, Schalungen

usw.) sind so zu konstruieren, dass das Brückenbauteil genügend belüftet wird und sich

kein Tauwasser im Inneren bilden kann.

Abbildung 47: Inn- Brücke, Pradella CH

Abbildung 48: Detail



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13. Bauliche Maßnahmen für „geschützte“ Bauteile

Die nachstehende Empfehlungen nach DIN 1074, A.1 (1) dienen beispielhaft zur Kon-

struktion von dauerhaften Brücken.

Überdachte Brücken:

Um einen sicheren Schutz bieten zu können, müssen die Dächer seitlich und über die

Brückenenden so weit auskragen, dass tiefer liegende Bauteile hinter einer etwa 60° von

der Traufkante aus geneigten Linie zurückstehen. Die vom Regen getroffenen Brüstungen

sind wasserundurchlässig auszubilden.

Abbildung 49: „Geschützte― Brücke

Abbildung 50: Neckar- Brücke, Remseck D 1989, Ansicht

Abbildung 51: dto. Innenansicht

Abbildung 52: dto., Detail, schuppenförmige Verlegung der 10 mm dicke Sicherheitsglasscheiben, Abstand 100 mm

Für die Dacheindeckung werden traditionell Holzschindeln und Biberschwanzziegel sowie

neuerdings auch Bitumenschindeln, Blech oder Glas verwendet. Glas bietet gleichzeitig

den Vorteil des sicheren Witterungsschutzes und der Belüftung sowie Belichtung des In-

nenraumes.

Brücken mit unten liegender Verkehrsbahn:

Der Anschluss von Verkehrsbahn an die seitlichen Hauptträger ist insbesondere bei allen

Trogbrücken kritisch. Entweder wird die horizontale Ebene vollständig von der vertikalen

getrennt, wie bei durchlässigen Belägen üblich, so dass kein direkter Kontakt zwischen

Verkehrsbahn und Trogträger besteht, oder sie werden kraftschlüssig miteinander ver-

bunden. Die Übergangszone muss dann sorgfältig abgedichtet werden. Prinziplösungen

für beide Möglichkeiten zeigen die o. g. Abb.



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Abbildung 53: Trogbrücke, Eckausbildung mit offe-

nem Belag

Abbildung 54: Trogbrücke, Eckausbildung mit ge-schlossenem Belag

Abbildung 55: Ü. d. Südumfahrung Bad Wurzach D, 1993 - G+R, Sprengwerk, Trogbrücke

Abbildung 56: Eichenbohlen. Die inneren und äußeren

Flächen sind komplett geschützt

Brücken mit oben liegender Verkehrsbahn

Die tragenden Bauteile der Brücken mit oben liegender Verkehrsbahn können nur dann

als „geschützt― eingestuft werden, wenn sie durch einen wasserundurchlässigen Belag

von oben oder durch zusätzliche Maßnahmen, z. B. durch ausreichenden Überstand des

Belages, durch Bekleidung o. ä. auch seitlich komplett vor Bewitterung geschützt sind.

Die Verkehrsbahnbeläge sind hoch beansprucht. Die Dauerhaftigkeit muss durch beson-

dere Sorgfalt bei der Planung, Ausführung und Unterhaltung sicher gestellt werden. Es ist

sehr schwer, Undichtigkeiten des Belages festzustellen (z. B. Unterläufigkeit), um Schä-

den am darunterliegenden Tragwerk frühzeitig zu erkennen.

Zur deutlichen Verbesserung wird zusätzlich dringend empfohlen, eine zweite Wasser

führende Schicht einzubauen.Die Zwischenschicht sollte kontrollierbar sein. Die ohnehin

erforderliche Transportabdeckung kann mit geringem Mehraufwand diese Funktion über-

nehmen.

Mögliche Abdichtungen:

Stehfalzblech, Bitumenbahnen verklebt, Kunststoff vergossen, nicht tragende Beton- Fer-

tigteile, Holz-Betonverbund- Platte.



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Abbildung 57: Inn- Brücke, San Nicla CH Kunststoff- Abdichtung

14. Einzelmaßnahmen (Anhang DIN 1074)

Kann das komplette Haupttragwerk nicht dauerhaft sicher geschützt werden (z.B. durch

Überdachung), müssen die einzelnen Bauteile des Tragsystems selbst durch besondere

Maßnahmen komplett vor Bewitterung geschützt werden, wenn sie der Klasse „ge-

schützt― zugeordnet werden sollen.

Pylone, Stützen, Joche:

Stützende Bauteile von Brücken stehen meist vertikal oder leicht geneigt. Je nach Ausbil-

dung der Oberfläche können Niederschläge relativ schnell abgeleitet werden. Im Einzelfall

muss jedoch entschieden werden, ob diese Bauteile direkt bewittert werden dürfen, oder

ob sie bekleidet werden müssen.

Abbildung 58: Bauwerk 7, Stgt- Weilimdorf, Ansicht

Abbildung 59: Betonsockel zu niedrig betoniert, Schnee- und Wasseranfall führen zu Fäulniss

Abbildung 60: Sanierung, Ansicht

Abbildung 61: Sanierung aufbetoniertem Sockel, hinterlüftetes Furnierschichtholz



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Abbildung 62: Neckar- Brücke, Wernau D, 1990

Abbildung 63: dto, Detail

Die Abdeckung der Pylone erfolgt mit durchgehenden Streifen aus kdi Furnierschichtholz

Kerto über einer dampfoffenen Pappe. Sie sind als austauschbare Verschleißteile geolant

Längs- und Quergefälle:

Sie sind geeignet, Oberflächen schnell und ungehindert zu entwässern. „Stehendes― Was-

ser oder Schnee, z. B. in horizontalen Kehlen von gegeneinander geneigten Holzflächen,

sollten vermieden werden (A.2, 9-1).

Überhöhungen:

Die Konstruktion der Brücke sollte mittels Überhöhungen oder planmäßigem Gefälle so

ausgelegt werden, dass Wasser abfließen kann, auch unter Berücksichtigung der Durch-

biegungen (A.1, 10).

Abbildung 64: Passerelle Hünenberg CH, 2004 Trogbrücke mit fischbauchförmigen Hauptträgern, Verkehrsbahn überhöht

Abbildung 65: dto. Innenbekleidung aus Dreischicht-platten Douglasie hinterlüftet. Außenbekleidung aus Rautenschalung Douglasie. Oben ein Brüstungsblech

Öffnungen, Schlitze oder Kontaktflächen:

Wenn in sie Wasser eindringen und sich ansammeln kann, sollten vermieden werden

(A.2, 9-2).

Horizontale oder leicht geneigte Oberflächen:

Diese sind dauerhaft wasserdicht abzudecken, z. B. mit Blechbändern, geneigten Holz-

brettern bzw. Holzwerkstoffstreifen oder mit geeigneten Kunststoff- bzw. Bitumenbah-

nen. Die Abdeckung sollte ausreichend weit überstehen (A.2 (9-3).



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Abstand von Nassbereichen:

Bauteilunterkanten sollten mit ausreichendem Abstand von Nassbereichen, z. B. Wasser

führenden Schichten, Erdreich, Bewuchs o. ä. eingebaut werden (A.2, 9-5)

Abbildung 66: BW 7, Weilimdorf D

Stützenfuß auf Betonsockel, eingelassene Stahlbleche mit Tropfkante

Hirnholzflächen:

Deren besondere Gefährdung sollte berücksichtigt werden. Besondere Sorgfalt erfordert

dabei die Detailausbildung (A.2, 9-6).

Einige Firmen versuchen, das Hirnholz durch zäh- elastische Anstriche zu schützen. Es

liegen zu den Produkten noch keine systematischen Langzeiterfahrungen vor.

Abbildung 67: Eindringendes Wasser im Fahrbahnübergang durchnässt das Hirnholz wegen falsch angebrachter Blechabde-ckungen

Abbildung 68: Zu wenig Luftumspülung, kein seitlicher Schutz der Hauptträger

Abbildung 69: Undichtigkeit der Rinne im Fahrbahnüber-gang, ungeschütztes Hirn-holz, Wasser kann direkt zwischen Stahlplatte und Hirnholz eindringen

Bohlen:

Eine Neigung in Bohlenlängsrichtung (i. d. R. die Brückenquerrichtung) leitet auch bei

profilierter Oberfläche Niederschlagswasser schnell ab.



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Abbildung 70: Fehlender Abstand der Bohlen zum Hauptträger. Hauptträger seitlich nicht geschützt. Hirnholz der Bohlen und Hautträger bereichsweise stark verfault

Abbildung 71: Mangelhafte Befestigung des

Pfostenfußes, ungenügende, nicht dauerhafte Beschichtung der Einzelbohlen mit Epoxidharz

Abbildung 72: Offener Bohlenbelag

15. Ausblick

Der Bau von Holzbrücken mit langer Lebensdauer kann auf einfache Handlungsanweisung

reduziert werden: Werden technisch getrocknete Hölzer und Holzwerkstoffe verwendet

und ist sichergestellt, dass in allen Bereichen die Holzfeuchte von 20% nicht überschrit-

ten wird, ist die Dauerhaftigkeit sicher gestellt. Dazu bedarf es der sorgfältigen Umset-

zung des gemeinsam von allen Partnern erarbeiteten Holzschutzkonzeptes von Entwurf,

Planung, Ausführung und Unterhaltung.

Schäden an Bauteilen im Außenbereich entstehen nur durch unsachgemäße, nicht mate-

rialgerechte Planung und Konstruktion und nicht durch den Baustoff Holz selbst.

Zukunft: Materialmischungen:

Brücke als Holz-Glas-Verbund

Abbildung 73: Trogbrücke mit tragenden Holz-Glas-Trägern

Abbildung 74: dto. Detail

First Balsa Cored nanotechnology Bridge Deck installed in Louisiana USA 2009-

08-30

Vapor-Phase Activated Carbon Adsorption Systems



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Abbildung 75: Brücke Pierre Part Bayou, Brückenbelag für SLW- Brücken, Prototyp

Zukunft: Modifikationen des Holzes

Aktuell werden verschiedene Methoden der Oberflächen- bzw. Tiefenbehandlung (z. B.

Acetylierung, PU- Beschichtung usw.) untersucht mit dem Ziel, die Eindringung von Was-

ser zu verhindern und damit die Dauerhaftigkeit auch bei direkter Bewitterung zu ge-

währleisten.

Abbildung 76: Druckkessel

Abbildung 77: Herstellung doppelt gekrümmter und verdrehter Querschnitte

Abbildung 78: Montage der Fachwerkschalen

Abbildung 79: Endzustand Brücke Sneek NL

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