Brückensanierung der Südtangente Völklingen

Rund 570 km lang ist die Bundesstraße 51, die nahezu parallel zur Bundesautobahn 1 von Bremen durch Niedersachsen, Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und das Saarland bis zur französischen Grenze bei Saargemünd führt. Über Jahrzehnte hinweg verlief die B 51 mitten durch die saarländische Stadt Völklingen. Sie ist durch das Weltkulturerbe Völklinger Hütte international bekannt und hatte stark unter dem hohen Verkehrsaufkommen zu leiden. 

Entlastung schaffte die Ortskernumgehung Südtangente, die 1977 gebaut wurde und mittlerweile ca. 14.000 Autos pro Tag über eine schwungvolle Brücke am Zentrum der saarländischen Stadt vorbeiführt. Dieses Bauwerk besteht aus einer ca. 160 m langen Auffahrtsrampe aus der Fahrtrichtung Saarbrücken, dem ca. 600 m langen Hauptbauwerk, der etwa 115 m langen Abfahrtsrampe Richtung Saarlouis und der ca. 140 m langen Auffahrtsrampe Richtung Luisenthal.

Bei dem Hauptbauwerk handelt es sich um eine Straßenbrücke mit jeweils zwei Fahrbahnen pro Richtung, die durch Mittelkappe und Schutzplanken voneinander getrennt sind. An den Widerlagern weist das Brückenbauwerk eine lichte Höhe von ca. 4 m auf, im Bereich der Mitte ist es etwa 8 m hoch. Errichtet wurde es als durchlaufender, längs und quer vorgespannter Trägerrost-Überbau mit seitlich auskragender Stahlbeton-Fahrbahnplatte, der als zweistegiger Plattenbalken mit Hohlquerschnitt ausgebildet worden ist. Die beiden Längsträger lagern auf einem Unterbau aus 32 paarweise angeordneten Stahlbetonstützen auf Stahlbeton-Bohrpfählen und zwei flach gegründeten Stahlbeton-Hohlkasten-Widerlagern an den Brückenenden auf.

Die beiden Rampen haben einen einstegigen Plattenbalken­querschnitt aus Stahlbeton und sind ebenfalls in Längs- und Querrichtung vorgespannt. Die Lasten aus den Überbauten werden in einzeln stehende Stahlbetonstützen und jeweils ein Stahlbeton-Hohlkasten-Widerlager am Ende ein- bzw. weitergeleitet.

Eine bereits 2006 durchgeführte Bauwerksprüfung offenbarte an der Brücke Schäden, die sich an den Fahrbahnübergängen in Form von Durchfeuchtungen und Aussinterungen an den Unterseiten, durch zahlreiche Abplatzungen über der korrodierten Bewehrung sowie durch Risse zeigten. Die oben genannten Schäden können im schlimmsten Fall die Tragfähigkeit der Brücke beeinflussen. Da Handlungsbedarf bestand, wurden 2008 zunächst die Fahrbahnübergänge instand gesetzt. Zur Sicherung der Verkehrssicherheit, der Standsicherheit und der Dauerhaftigkeit war jedoch eine grundlegende Instandsetzung der wesentlich betroffenen Bauteile der beiden Rampen und des Hauptbauwerks erforderlich.

Die festgestellten Schäden weisen ein vielfältiges und komplexes Muster auf. An mehreren Stellen wurden Betonabplatzungen festgestellt, z. B. an den Kappengesimsen, an der Unterseite des Überbaus sowie an den Widerlagern und Flügelwänden mit freiliegender und korrodierter Bewehrung. Tiefe Schäden wurden auch an Spanngliedern und Spanngliedköpfen festgestellt. Der Fahrbahnbelag wies Risse, Ausbrüche und Verdrückungen sowie Spurrinnen auf. An der Unterseite des Überbaus zeigten sich großflächig Oberflächenveränderungen in Form von Kalkaussinterungen und Salzausblühungen, bedingt durch die undichte Fahrbahnabdichtung. Nach Untersuchung und Klärung der Schadensursachen, welche sich u.a. als hohe Tausalz- und Feuchtebelastung sowie extreme mechanische Belastung herausstellte erfolgten weitere Schritte. Bei einer Brückenanierung ist es wichtig, diese Faktoren zu berücksichtigen und Maßnahmen zu ergreifen, um die Brücke davor zu schützen, zum Beispiel durch den Einsatz von Materialien, die widerstandsfähiger gegen Salz und Feuchtigkeit sind, oder durch das Design der Brücke, um extreme mechanische Belastungen besser bewältigen zu können. 

Anschließend erfolgte die Freigabe der notwendigen Mittel für die Sanierungsarbeiten am Hauptbauwerk, den Rampen und an der Überbauunterseite einschließlich der Stützen - damit wurde im Februar 2013 begonnen.

Im Zuge der Gesamtmaßnahme wurde der gesamte Fahrbahnbelag beider Richtungsfahrbahnen einschließlich Abdichtung zwischen den Kappen entfernt. Dabei zeigte sich durch die jahrelange Wasser- und Tausalz-bzw. Chloridbelastung ein umfangreiches Schadensbild auf dem Konstruktionsbeton. Die Schadstellen inklusive Bewehrung wurden freigelegt, gestrahlt und instand gesetzt. Anschließend ist die gesamte Fläche zwischen den Kappen kugelgestrahlt und ein Gradientenausgleich mit PCC hergestellt worden. Als Basis für den neuen Fahrbahnaufbau kamen Produkte der SAKRET GmbH zum Einsatz. Der führende Qualitätshersteller produziert Werktrockenmörtel, die sich seit Jahrzehnten im Hoch- und Tiefbau, im Neubau, bei der Sanierung und der Modernisierung bewähren. Zum Einsatz für die Instandsetzung der Schadstellen sowie die anschließende Herstellung der neuen Gradiente kam das SAKRET PCC-System, zu dem Mineralischer Korrosionsschutz und Haftbrücke K&H sowie der Betonersatz BE 04 (2-Komponenten-BE-PCC) gehören.

Bei K & H handelt es sich um ein einkomponentiges, kunststoffmodifiziertes Produkt, das als Haftbrücke und als Korrosionsschutz eingesetzt werden kann. Es ist auch bei Bauteilen mit späterer Tausalzbeaufschlagung einsetzbar und erfüllt die Anforderungen der ZTV-ING sowie der Richtlinie des DAfStb für die Beanspruchungsklasse M 2. Der 2-Komponenten-BE-PCC eignet sich für die Betoninstandsetzung von Untergründen. Dazu zählen u.a. Ausgleichsschichten auf Brücken- und Ingenieurbauten sowie Bodenbeschichtungen im Industriebereich bei erhöhten Anforderungen. Das Produkt wird mit Anmachflüssigkeit AF angesetzt. 

Es verfügt über hohe Früh- und Endfestigkeit, zeichnet sich durch hohen Frost-/Tausalzwiderstand aus und ist alterungs- und volumenbeständig. Es entspricht den TL/TP BE-PCC der ZTV-ING sowie der Richtlinie des DAfStb für die Beanspruchungsklasse M 2. Nachdem mit diesem bewährten System der vorhandene Beton instand gesetzt und damit eine neue Grundlage für die Fahrbahnen geschaffen worden waren, erhielten sie eine Abdichtung aus Bitumenschweißbahn über der Epoxidharzgrundierung und -versiegelung sowie eine Schutz- und anschließend eine Deckschicht aus Gussasphalt.

An der Überbauunterseite, den Stützen, Widerlagern und Flügelwänden wurden die Flächen auf Hohlstellen überprüft, die Schadstellen frei gestemmt und die gesamten Flächen sowie die freigelegte Bewehrung und die Spannglieder gestrahlt. Anschließend erfolgte auch hier die Sanierung mit Produkten von SAKRET. Zum Schutz des Untergrundes und für eine gute Verbindung mit dem nachfolgenden Aufbau kam auch hier die Haftbrücke K&H zum Einsatz. Anschließend wurden in Abhängigkeit von der Schadstellentiefe die zu sanierenden Stellen entweder mit Grobmörtel PCC 2 oder – bei tieferen Schadstellen – mit Spritzbeton SB 8 P in Verbindung mit einem Epoxidharzkorrosionsschutz bzw. bei flächigen Schadstellen mit Nassspritzmörtel NSPCC instand gesetzt. Der kunststoffmodifizierte mineralische Grobmörtel PCC 2 ist im Innen- und Außenbereich zur Beschichtung von statisch und dynamisch beanspruchten Betonbauteilen in Schichtdicken von 10 bis 50 mm einsetzbar. Beim Spritzbeton handelt es sich um ein Bereitstellungsgemisch zur Herstellung von Spritzbeton gemäß DIN 18551, das sich bestens für Betoninstandsetzungsarbeiten sowie für Verstärkungsmaßnahmen an Beton und Stahlbeton eignet. NSPCC ist ein polymer modifizierter, nach ZTV-ING zugelassener Nassspritzmörtel, der in Schichtdicken von 8 bis 25 mm aufgetragen werden kann.

Für eine gleichmäßig glatte Oberfläche und als Witterungsschutz kam anschließend das Beschichtungssystem OS-C zum Einsatz. Dieses Beschichtungssystem eignet sich für nicht begehbare Flächen, an die jedoch erhöhte Anforderungen hinsichtlich der Dichtheit gestellt werden. Verarbeitet wurde bei der Brückensanierung in Völklingen der mineralische, kunststoffmodifizierte Feinspachtel PCC 05, der einlagig in Schichten von 2 bis 5 mm verarbeitet werden kann und sich durch Frühhochfestigkeit auszeichnet. Den oberen Abschluss bildet die Wetterhaut SW, die durch Streichen, Rollen oder Spritzen appliziert wird. Insgesamt wurde eine Fläche von über 20.000 m² instand gesetzt. Allein auf den Fahrbahnen einschließlich der Rampen waren es rund 11.000 m².

Die Sanierung der Südtangente ist in drei Bauabschnitten realisiert worden. Damit die 14.000 Autos in dieser Zeit nicht wieder wie früher durch die Innenstadt rollen, stand während der Bauarbeiten jederzeit ein Fahrstreifen für jede Fahrtrichtung zur Verfügung. Rund 7,5 Mio. Euro hat die Sanierung der schwungvollen Brücke in Völklingen gekostet, die ab Ende 2014 wieder in vollem Umfang für den Verkehr freigegeben werden konnte.