Erste Hochleistungs‐Holz‐Granit‐Verbundbrücke mit mittragender Granitplatte

Prof. Dr. Volker Schmidt / TU Berlin

„Das Projekt zeigt, dass Naturstein nicht nur gestalterisch, sondern auch tragend im Brückenbau eingesetzt werden kann. In Kombination mit Holz entsteht eine Bauweise, die den CO₂-Fußabdruck deutlich reduziert und zugleich hohe Anforderungen an Nachhaltigkeit, Ressourceneffizienz und Rückbaubarkeit erfüllt. Damit steht ein neues, zukunftsfähiges Bauprinzip für den Brückenbau zur Verfügung.“

Formschlüssige Verbindung von Holz und Granit

Die im Projekt der TU Berlin entwickelte Granit-Holz-Verbundbrücke verbindet die Vorteile von Holz und Naturstein zu einer nachhaltigen Hybridkonstruktion. Während herkömmliche Holzbrücken unter Witterungseinflüssen oft schnell verschleißen und Betonbrücken einen hohen CO₂-Fußabdruck hinterlassen, kombiniert das Projekt Naturstein und Holz in einer tragfähigen Bauweise. Die Brettschichtholzträger liegen witterungsgeschützt unter einer tragenden Granitplatte und sind so deutlich langlebiger als bei herkömmlichen Holzbrücken; der Naturstein übernimmt zusätzlich tragende Funktionen. Gleichzeitig ermöglicht die konstruktive Trennbarkeit der Materialien am Ende der Nutzungsdauer einen sortenreinen Rückbau und damit eine kreislaufgerechte Wiederverwendung der Baustoffe.

Im Rahmen des Forschungsprojekts wurde hierfür eine neuartige, formschlüssige Holz-Granit-Kervenverbindung entwickelt und erprobt. Kervenverbindungen sind Verbindungen im Holzbau, bei denen Bauteile über passgenaue Aussparungen ineinandergreifen und Kräfte direkt über die Kontaktflächen übertragen werden. Im Vorhaben wurden Granitsegmente in zuvor gefräste Aussparungen des Holzträgers eingesetzt, punktuell verklebt und zusätzlich mechanisch gesichert. Auf diese Weise entsteht eine tragfähige und steife, zugleich jedoch lösbare Verbindung.

Demonstationsversuch der Materialien.
© (c) E+K Verbundstrukturen

Nachweis der Tragfähigkeit

Umfangreiche Klein- und Großversuche zeigten hohe Tragfähigkeiten sowie eine gute Übertragbarkeit bestehender Berechnungsansätze aus dem Holz-Beton-Verbundbau. Schwingungs- und Biegeversuche bestätigten zudem die Gebrauchstauglichkeit der Konstruktion, insbesondere im Hinblick auf ausreichend hohe Eigenfrequenzen und ein unkritisches Verhalten unter Fußgängerverkehr. Auch das entwickelte Montageverfahren erwies sich bei der Herstellung großmaßstäblicher Demonstratorträger als praxistauglich und effizient.

Praxistauglichkeit erproben

Der Praxiseinsatz der ressourceneffizienten und sortenrein rückbaubaren Holz-Granit-Verbundbrücke soll durch zwei in Planung befindliche Pilotbauwerke in Berlin-Spandau weiter erprobt werden; offene Fragen zur Bemessung werden im Zulassungsverfahren geklärt.

Projektdurchführung
Technische Universität Berlin
Institut für Bauingenieurwesen
FG Entwerfen und Konstruieren – Verbundstrukturen
Gustav-Meyer-Allee 25
13355 Berlin

DBU-AZ: 38727

Förderzeitraum: 01.08.2023 – 30.04.2025