Arco di Malizia & Ponte Piove di Sacco: Brücken aus Duplex-Edelstahl

Kürzlich wurden in Italien, in Siena und in Padua, zwei Brücken mit einem Tragwerk aus rostfreiem Duplex-Stahl errichtet. Die Wahl dieses speziellen Stahls ist auf den planerischen Input der öffentlichen Projektträger zurückzuführen, die einerseits auf die notwendige Sicherstellung der Langlebigkeit und anderseits auf die Eindämmung der herkömmlichen kostenintensiven Erhaltungsmaßnahmen bedacht waren.

Der Einsatz von rostfreiem Stahl garantiert Korrosionsbeständigkeit und Langlebigkeit, zudem werden die Kriterien nachhaltigen Bauens erfüllt.

Dadurch eignet sich diese Stahlsorte besonders für die Errichtung von Metallbrücken, die den Anforderungen der Langlebigkeit und Beständigkeit entsprechen müssen. Rostfreier Duplex-Stahl (dessen Name auf die zweiphasige ferritische und austenitische Zusammensetzung des Materials zurückgeht) zeichnet sich nicht nur durch die für rostfreien Stahl typische Korrosionsbeständigkeit aus, sondern auch durch seine Eignung für den Einsatz bei Trägerelementen, d. h. durch seine hohe mechanische Festigkeit und Betriebsfestigkeit sowie die gute Verschweißbarkeit. Ursprünglich wurde diese Stahlsorte fast ausschließlich im industriellen Bereich eingesetzt und findet heute auch zunehmend im Bauwesen sowie in der Architektur Verwendung

Die Brücke Arco Malizia in Siena
Dieser Artikel stellt zwei verschiedene Brückenkonstruktionen vor. Eine davon ist die gewölbte Straßenüberführung Arco Malizia in Siena, die im Jahr 2005 erbaut wurde. Sie ist etwa 50 Meter lang, führt über Bahngleise und sticht mit einem Bogen im Rohrquerschnitt ins Auge, der mit einer maximalen Höhe von 10 m die beiden Fahrbahnen entlang der Brückenachse voneinander trennt. Die Gemeinde Siena vertraute auf den innovativen technologischen Wert von rostfreiem Duplex-Stahl im Infrastrukturbau und ermöglichte seine erste Anwendung in diesem Bereich in Italien. Damit wurde der Weg für weitere Projekte größeren Umfangs geebnet.

Der Bogen besteht aus Duplex-Stahl Uranus 35N mit fünf jeweils 10 m langen zylindrischen Stücken im Durchmesser von 820 mm, die durch Verschweißen in Längsrichtung der 35 mm dicken Stahlbleche zusammengefügt wurden. Die fünf Rohrelemente mit einem Gesamtgewicht von 50 t wurden im Werk gebogen und auf der Baustelle verschweißt. Die Nachbehandlung der Oberfläche bestand in nur zwei Sandstrahlvorgängen, dem ersten im Werk und dem zweiten vor Ort, um eine einheitliche Optik sicherzustellen. Überdies sind im Laufe der Lebensdauer des Bogens aus rostfreiem Stahl geringe, wenn nicht gar überhaupt keine Erhaltungsmaßnahmen zu erwarten.

Am Brückenbogen ist die etwa 16 m breite Fahrbahntafel aus einer Stahl-Beton-Verbundstruktur über Seile befestigt. Die Fahrbahntafel verfügt über einen Metall-Senkkasten mit Segmenten aus wetterfestem Kohlenstoff-Stahl S355, der ein hohes mechanisches Leistungsverhalten und eine außerordentliche Korrosionsbeständigkeit aufweist (er schützt sich selbst durch eine Patina in charakteristischer rostbrauner Farbe, die im konkreten Fall zusätzlich durch eine Lackierung fixiert wurde. Ingenieur Pierangelo Pistoletti, der diese und die im Folgenden beschriebene Brücke geplant hat, wählte eine in Zusammenarbeit mit dem Istituto Italiano della Saldatura (Italienisches Schweißinstitut) entwickelte Methode zur Verschweißung der Trägerelemente der Brücke aus rostfreiem Duplex-Stahl mit denen aus Kohlenstoff-Stahl.

Die Bogenbrücke in Piove di Sacco (Provinz Padua)
Ein weiteres hinsichtlich der Auswahl nachhaltiger und wiederverwertbarer Materialien beachtenswertes Beispiel im Rahmen öffentlicher Bauten führt in die Provinz Padua, die im Jahr 2006 die Errichtung einer neuen Brücke über den Fluss Brenta in Piove di Sacco in Auftrag gegeben hat. Die Konstruktion wurde 25 m flussabwärts einer bereits bestehenden Betonbrücke gebaut, um den Verkehr zu entlasten und die alte, bereits abgerissene Struktur zu ersetzen. Den Blickfang bilden zwei 120 m lange und 16,5 m hohe Parallelbogen aus rostfreiem Duplex-Stahl Uranus 35N. Ihr kreisförmiger Querschnitt misst 1 300 mm, und sie sind aus Blechen mit einer Dicke zwischen 12 und 26 mm gefertigt. Die Konstruktion wird durch weitere Rohrelemente aus Duplex (Stützen, Aufhängungen, Querträger) vervollständigt, insgesamt wurden 110 t Inox-Stahl eingesetzt.

Die Fahrbahntafel besteht aus einer Stahl-Beton-Verbundkonstruktion. Auch hier wurde Kohlenstoff-Stahl S355 (insgesamt 250 t) für die Doppel-T-Hauptträger (mit einem Durchmesser von 1000 mm) und die Quersteifen gewählt. Um den Korrosionsschutz dieser Elemente zu gewährleisten, wurde eine herkömmliche Lackierung vorgenommen, die beim Bogen aus Inox-Stahl nicht notwendig war. Die 13,5 m breite Fahrbahntafel wurde aus einem Stahlbeton-Estrich auf Verbundplatten mit einer Gesamtdicke von 30 cm gefertigt.

Die Struktur der neuen Brücke über den Brenta beruht auf sieben Trägerfeldern. In der Mitte wird die Brücke durch vier Hänger aus Duplex-Stahl gehalten, die ihrerseits zwei Querträger stützen, welche aus der Fahrbahntafel ragen, ohne die charakteristische lineare Geometrie zu durchbrechen. Die Befestigung der Bogen auf den Betonpfeilern wurde anhand einer eingespannten Auflagerung aus Flanschen mit Kopfbolzenverankerungen gelöst, die in die Betonierung am oberen Ende der Pfeiler eingebettet wurden. An der Oberfläche wurde die Brücke mit einem Schutzbelag aus Inox-Stahl EN 1 4303 (AISI 304) überzogen.

Im Zuge der Konzeption der Brücke legten die Planer großes Augenmerk auf den Umweltschutz. Auch wenn das eigentliche Ziel in der Verbesserung des Verkehrsflusses bestand, wurde im Rahmen der architektonischen Planung dennoch die Umgebung als zwingendes Element einbezogen. Das Design der neuen Brücke wirkt unaufdringlich transparent und bildet eine perfekte Harmonie mit dem Fluss und der umgebenden Landschaft. Zudem ist Duplex-Stahl wie alle Stahlsorten zu 100 % wiederverwertbar (die Struktur kann „auseinandergebaut“ und die Teile wiederverwendet werden), bereits auf der Basis von recyceltem Schrott hergestellt und demnach umweltverträglich.

Zusätzliche Daten:
Arco Malizia, Siena, 2005
- Projektträger GEMEINDE SIENA
- Gesamtplanung: Ing. Pierangelo Pistoletti  SETECO Ingegneria s.r.l.
- Endplanung: Ing. Raffaello Fontani
- architektonischer Entwurf: Arch. Paola D’Orsi
- Stahl: Industeel Gruppe ArcelorMittal, URANUS 35 N Duplex 2304 (1.4362)

Ponte ad arco, Piove di Sacco (PD), 2008
- Projektträger: Provinz Padua
- Planung und Bauleitung: Dott. Ing. Silvio Collazuol – Provincia di Padova
- Entwurf: Prof. Ing. Enzo Siviero - Progeest
- Gesamtplanung Konstruktion: Ing. Berto Cristiano – TreEsse
- Planung Metalltragwerk: Ing. Pierangelo Pistoletti - Seteco Ingegneria S.r.l.
- Tragwerkskonstruktion: Castaldo Spa
- Stahl: Industeel Gruppe ArcelorMittal, URANUS 35 N Duplex 2304 (1.4362)