Wenn die erste Brücke in einem Baumstamm besteht, der über einen Bach geworfen wird, dann ist die Geschichte des Holzbrückenbaus so alt, wie die Menschheit selbst.
Heute gewinnt neben dem Holzhochhausbau der Holzbrückenbau zunehmend an Bedeutung, um mit diesem vielseitigen und natürlichen Werkstoff auch Brücken zu bauen, die den Ansprüchen nach Nachhaltigkeit genügen. Nicht nur als Holzbau oder Ingenieurholzbau, sondern als Holzhybridbau.
Für den Holzbrückenbau spricht insbesondere das Wärmeverhalten von Holz. Dadurch, dass die Längenänderung von Holz unter Temperatureinwirkung äußerst gering ist, können weit gespannte Tragwerke wie Brücken ohne spezielle Lagerausbildungen ausgeführt werden.
„Temperatureinwirkungen spielen beim Werkstoff Holz eine eher untergeordnete Rolle und haben keine bedeutende Auswirkung auf die Bemessung des Tragwerks. Eine Ausnahme bildet jedoch die Holz-Beton-Verbundbauweise, bei der das unterschiedliche Dehnungsverhalten der Materialien untersucht werden muss“ [1].
Die Längenänderung eines Werkstoffes hängt von seiner Temperaturdehnzahl ab.
Normalbeton hat eine Temperaturdehnzahl von 0,010 mm/m * K
Porenbeton hat eine Temperaturdehnzahl von 0,008 mm/m * K.
Stahl hat eine Temperaturdehnzahl von 0,012 mm/m * K.
Aluminium hat eine Temperaturdehnzahl von 0,012 mm/m * K.
Ziegelmauerwerk hat eine Temperaturdehnzahl von 0,006 mm/m * K.
Holz hat eine Temperaturdehnzahl längs zur Faser von 0,003 mm/m * K. Quer zur Faser ist die Temperaturdehnzahl 5 bis 10 mal höher. Allerdings sind auch die Ausdehnungen von Holzbauwerken in Querrichtung begrenzt, sodass diese erhöhte Temperaturdehnzahl kaum ins Gewicht fällt.
„Die Werkstoffkombination von Holz mit anderen Materialien muss bezüglich des unterschiedlichen Temperaturdehnungsverhalten genauer untersucht werden. Werden beispielsweise Fachwerkdiagonalen aus Stahl vorgesehen, können die durch Temperatureinwirkungen entstehenden Längenänderungen in den Stahl-Fachwerkdiagonalen Änderungen in den Schnittkraftverläufen der Ober- und Untergurte erzeugen“ [1].
Problematischer ist das feuchteinduzierte Quellen und Schwinden.
Grundsätzlich hängt die Tragfähigkeit von Holzstrukturen immer von der Holzfeuchte ab. Ebenso sind die Verformungen feuchteabhängig. Bei Holzbrücken ist die Orientierung aufgrund der Witterungseinflüsse wesentlich.
„Feuchteänderungen und das damit zusammenhängende Schwinden und Quellen müssen jedoch überall dort Berücksichtigung finden, wo Zwängungen durch behindertes Dehnungsverhalten entstehen können, auch wenn das komplette „Durchfeuchten“ des Querschnittes länger dauert als das jeweilige Regenereignis“ [1]. Wesentlich sind zyklische Durchfeuchtungen.
Die Bauarten für moderne Holzbrücken sind [2]:
1. Balkenkonstruktionen
Deckbrücken bei kleinen Spannweiten von 5 bis 20 m: Bestehen aus meistens zwei Hauptträgern, die Fahrbahn deckt das Tragwerk ab. Die Fahrbahn liegt folglich über dem Tragwerk. Ab 10 m werden meistens horizontale Aussteifungen notwendig.
Blockträgerbrücken bei Spannweiten bis 45 m: Holzträger werden zu Blöcken verklebt, sodass der Querschnitt massiv ist. Die Fahrbahn liegt über dem Tragwerk.
Trogbrücken bei Spannweiten bis 50 m: Zwei Hauptträger aus Brettschichtholz liegen in Geländerebene, sodass ein Holzschutz durch Verschalung notwendig wird.
Holz-Beton-Verbundbrücken bei Spannweiten bis 40 m: Das Holztragwerk wird als Trägerschar oder Blockträger ausgeführt. Die auskragende Betonplatte schützt das Holz.
2. Fachwerkkonstruktionen:
Bei Spannweiten bis 80 m: Die Fachwerkkonstruktion wird sinnvollerweise überdacht. Die Horizontalkräfte werden durch Verbandsebenen unterhalb der Fahrbahn sowie im Bereich der Obergurte aufgenommen.
3. Bogenbrücken:
Bei Spannweiten bis 90 m: Die horizontale Aussteifung erfolgt über die Fahrbahn, die eine Scheibe bildet, zusätzlich ist ein Verband im Bogenscheitel denkbar.
4. Schrägseil- und Hängeseilkonstruktionen
Bei Spannweiten bis 200 m: Der Fahrbahnträger hängt an Seilen oder Stabzuggliedern. Der Fahrbahnträger ist als Deck- oder Trogquerschnitt ausgeführt.
5. Spannbanbrücken
Bei Gesamtspannweiten bis 200 m: Spannbänder aus Holz wirken auf Zug und erzeugen einen Durchhang zwischen Auflagern, die bis 75 m entfernt sind.
Holzbrücken stellen je nach Spannweite und Belastung zunehmend eine Option im Brückenbau dar. Der konstruktive Holzschutz ist allerdings essenziell, um möglichst lange Nutzungsdauern anzustreben.
Im Brückenbau stellen sich dann immer alle Fragen des Bauingenieurwesens gemeinsam: Geotechnik, Mechanik und Baudynamik, Dauerhaftigkeit und Werkstoffverhalten, vielleicht Wasserbau, Verkehrsplanung und Straßenbau.
Literatur:
[1] Qualitätsgemeinschaft Holzbrückenbau: „Tragwerksplanung von Holzbrücken“, Friolzheim 2019
[2] Qualitätsgemeinschaft Holzbrückenbau: „Entwurf von Holzbrücken“, Friolzheim 2019
[3] Gerhard Mehlhorn & Manfred Curbach: „Handbuch Brücken – Entwerfen, Konstruieren, Berechnen, Bauen und Erhalten“, Springer Vieweg, Wiesbaden 2014
[4] Roberto Crocetti: „Timber bridges: General issues, with particular emphasis on Swedish typologies“, 20. Internationales Holzbau-Forum IHF, Garmisch-Partenkirchen 2014
Demanega 
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