Aluminiumbrücken

Grasse River Bridge der Massena Terminal Railroad (MSTR), St. Lawrence County, New York. Die Brücke mit dem Aluminiumträger ist die höhere Brücke im Hintergrund.

© Fotos vom Boden und aus der Luft von Russ Nelson, CC BY-SA 2.0

Die Grasse River Bridge der Massena Terminal Railroad (MSTR) im St. Lawrence County, New York hat einen Träger aus Aluminium. 

Die Hauptträger über den Fluss ist die einzige Vollaluminium-Eisenbahnträger in den USA. Er wurde 1946 von Alcoa im Rahmen einer Streckenverlegung gebaut, um die strukturellen Eigenschaften von Aluminium für den Brückenbau zu demonstrieren.
Der Rest der Brücke wurde von der Bethlehem Steel Co. hergestellt und besteht aus gewöhnlichem Baustahl.^[3]

Der Hauptträgerabstand betrug 5,33 m bei einer Nutzbreite von 8,0 m. Das Deck wurde aus feuerverzinkten Stahlgitterrosten erstellt, die auf den Querträgern aufgelagert und war mit auf Holzfaserplatten aufgeklebten Gummimatten abgedeckt.

Während die Hauptträger vollständig genietet waren, wurden die Baustellenverbindungen der Querträger und Verbände mit galvanisch verzinkten Schrauben verschraubt.

Untergeordnete Verbindungen (Geländer usw.) wurden mit dem Argonarcverfahren geschweißt. Der Aufwand an Alminium (Legierung AlMgSi F 32, d.h. EN-AW 6060) betrug 25 t bei einer Nutzlast von 400 kg/m.^[13][14] Sie wurde erst 1967 abgerissen. 
     

Aluminiumbrug, Amsterdam von 1896 (für StreetView bitte anklicken)

© Google       
   

Die Route 26 überquert auf einer 1961 bei Petersburg, Virgina, errichteten Straßenbrücke aus 2,5 mm (0,090 Zoll) dickem 6061-T6-Blech den Appomattox River.^[2][3]

Ihr genietetes, versteiftes, dreieckiges Kastenträgerkonzept wird als "Fairchild-Design" bezeichnet, da es in den späten 1950er Jahren von der Fairchild Kinetics Division der damaligen Fairchild Engine and Airplane Company of Hagerstown, MD, konzipiert und entwickelt wurde. Es wird gelegentlich auch als "Unistress-Design" bezeichnet, da dieser Begriff in einem Patent von Kaiser Aluminum & Chemical Co. verwendet wurde.^[5]

Mit der Semimonocoque-Bauweise (englisch für Halbschalenbauweise oder gespannte Haut)  wurde um 1962 ein neuer Typ von Aluminiumbrücken entwickelt, bei dem bewährte Flugzeugkonstruktionsprinzipien zum Einsatz kamen. Ihre Träger bestanden hauptsächlich aus einer dünnen Schale, die durch ein Netzwerk von Versteifungselementen verstärkt wurde.

Nachdem Prototypen dieser Bauart das Potential insbesondere für mittelgroße Spannweiten aufgezeigt hatten, wurden solche Aluminiumbrücken bereits vor 1962 in Maryland und Virginia für den zunehmenden Straßenverkehr errichtet.

Es wurde um 1962 erwartet, dass das Kosten-Nutzen-Verhältnis in Bezug auf die Eigengewichtsfaktoren unter den Bedingungen der Massenproduktion in der Zukunft erhebliche Einsparungen ermöglichen könnte.^[6]

Uiverbrug, die preisgekrönte Aluminiumbrücke über den Amsterdamer Riekerhaven

© Ceescamel, März 2019, CC BY-SA 4.0

Die Uiverbrug in Amsterdam wurde von Prof. Jan Brouwer und den XX Architecten aus Delft als Aluminium-Klappbrücke ohne Gegengewicht entworfen, die wie eine Art Durchlass nahe der Wasseroberfläche liegt. Die Brücke wurde trotz einiger Kinderkrankheiten 2003 mit dem Aluminium Award ausgezeichnet.

Die Brücke ist nach der 'Uiver' benannt, dem legendären Douglas DC-2-Flugzeug der KLM, das ebenfalls größtenteils aus Aluminium hergestellt wurde. Sie überbrückt den Riekerhaven von der Generaal Vetterstraat zur Valschermkade in der Nähe der Pilotenstraat, Helicopterstraat und dem Anthony-Fokkerweg.^[18]

Uiverbrug an der Generaal Vetterstraat in Amsterdam (für StreetView bitte anklicken)

© Google StreetView, Mai 2018

Das rührreibgeschweißte Alu-Deck für die Kambara Chemical Bridge im Innern des Kambara-Komplexes der Nippon Light Metal Company, Ltd., Kambara 161, Shimizu-ku, Shizuoka City, Shizuoka Prefecture wurde 2011 angefertigt und dann vor Ort installiert:

• Brückenlänge: 4.56 m
• Gesamtbreite: 12.82 m
• Lichte Breite: 11.92 m

Installation der rührreibgeschweißten Aluminiumbrücke in Sandisfield, Massachusetts

© AlumaBridge, 11. Februar 2014 

AlumaBridge, LLC aus Ann Arbor, Michigan installierte 2014 ihre erste rührreibge­schweißte Brücke in Sandisfield, Massachustts. Die Brücke konnte mit einem Kran innerhalb einer halben Stunde vom Laster auf die Brückenlager gehoben werden. um eine eine baufällig gewordene Brücke von 1950 zu ersetzen. Die Verwendung von aus reibrührgeschweißten Strangpressprofilen vorgefertigten Paneelen, die nur ein Fünftel des Gewichts von Beton haben, reduzierte die Eigenlast bzw. das Gesamtgewicht der Konstruktion drastisch, so dass die Installation in Rekordzeit abgeschlossen werden konnte.^[16][17]

Rührreibgeschweißte Aluminiumbrücke in der 95 S Main St, Sandisfield, Massachusetts

(für Google-Street-View bitte anklicken)

© Google

Die Fußgängerbrücke über den Petite Decharge River, einen der Nebenflüsse des Saguenay River in Alma, Quebec, Kanada, ist die erste Fußgängerbrücke aus reibrührgeschweißten Aluminium-Strangpressprofilen in Kanada. Die Brücke wurde am 29. Dezember 2016 anlässlich der Feierlichkeiten zum 150-jährigen Bestehen der Stadt Alma eingeweiht.^[10][11][12]
   
Sie wurde von der Stadt Alma in Auftrag gegeben, um eine abgenutzte Betonbrücke am gleichen Ort zu ersetzen. Das Bauprojekt wurde von Construction Proco Inc. in Saint-Nazaire und dem Quebec Metallurgy Center in Trois-Rivieres in Zusammenarbeit t dem REGAL Aluminium Research Centre in Chicoutimi durchgeführt.^[10][11]

   
Wie in der Ausschreibung gefordert, wurde das Brückendeck aus vorgefertigten, reibrührgeschweißten Aluminiumplatten hergestellt. Zehn Paneele mit einer Größe von 3 x 12 Metern (120 x 470 in) wurden auf einer großen Reibrührschweißmaschine in Chicoutimi aus jeweils 10 Hohlprofilen geschweißt. Jedes Paneel wurde zuerst von einer Seite aus geschweißt, dann umgedreht und von der anderen Seite aus geschweißt. Der Wulst wurde durch manuelles Schleifen entfernt.^[10][11]

Die Gosauzwangbrücke in Hallstadt hält zwei Weltrekorde: Sie ist wohl die längste Aluminiumbrücke der Welt und über sie führt die älteste Pipeline der Welt: 

• Spannweite: max. 23,28 Meter
• Gesamtlänge: 126,31 Meter
• Brückenbreite: 1,60 Meter (lichte Durchgangsbreite)

Die Aluminiumträger der denkmalgeschützten Soleleitungsbrücke wurden auf den bestehenden Pfeilern anstelle von verrosteten Stahlträgern errichtet, ohne den Betrieb der Pipeline zu unterbrechen.

Der durchgehende Betrieb der Soleleitung wurde durch eine zweiteilige Bauweise gewährleistet. Zuerst wurde eine Hälfte der Stahlbrücke abgebaut und eine Hälfte der Aluminiumbrücke installiert. Bei der Installation der zweiten Hälfte der Aluminiumbrücke konnte diese mit Strangpressprofil-Formschlusselementen mit der anderen Hälfte verklammert werden, woraufhin nur noch wenige Schrauben zur Sichrung nötig waren.^[15]

Die Westerdok-Brücke wurde von Bayards in Amsterdam errichtet.^[18]

• Überführung der 86th Street in Urbandale, Iowa - Die erste geschweißte Aluminiumbrücke der Welt.

• Hardesty & Hannover LLC: Bascule Bridge Lightweight Solid Deck Retrofit Research Project - Aluminium Orthotropic Deck Research Program Notes. FPID 419497-1-B2-01. 31 December 2015. See also Draft and Final Version.

• Denis Beaulieu, Jacques Internoscia and Martin Hartlieb: Road and Pedestrian Bridges in Aluminium - Exectutive Summary - Reports on Visits and Meetings in Sweden, Holland and the United States. In Europe from 2 December to 11 December 2014. In the USA on 26 February 2015,

1.  D. Kosteas, G. Albrecht und M. Meyer-Sterberg: Evaluation of Aluminium Bridge Systems. In: J. E. Harding, Parke Gerard und M. Ryall: Bridge Management. Proceedings of the Third International Conference. CRC Press.
      
2. Subodh K. Das und J. Gilbert Kaufman: Aluminum alloys for bridges and bridge decks. TMS, 2007.
       
   
3. MSTR - Grasse River Bridge, St. Lawrence County, New York (7 Fotos, 1 Karte und weitere Informationen auf www.bridgehunter.com).
   
   
4. Aluminiumbrug (Brug 222) auf der niederländischen Wikipedia.
      
5. Appomattox River Bridge, Chesterfield County, Virginia, and Petersburg, Virginia (15 Fotos, 1 Karte und weitere Informationen auf www.bridgehunter.com).
   
   
6. United States. Congress. Senate. Committee on Public Works: Study and Investigations of Use of Materials and New Designs, and Methods in Public Works: The use of materials for the Nation's highways, by U.S. Bureau of Public Roads. U.S. Government Printing Office, 1962. S. 29-30.
   
   
7. Michael Stacey: Aluminium: Flexible and Light Towards Sustainable Cities. S.354-458. und S. 20-23.
      
8. Tomasz Siwowski: Drogowe mosty aluminiowe -wczoraj, dziœ i jutro.
   
   
9. Scott Walbridge, Alexandre de la Chevrotière, Benoit Vézina und  Vincent Fischer:  Opportunities for the use of Aluminum in Vehicular Bridge Construction. Juni 2012. 
      
10. Pedestrian Bridge over the Petite Decharge River auf der englischprachigen Wikipedia.
       
11. Sofiene Amira, Nicolas Giugere, Michel Toupin and Jean-Denis Toupin: The manufacturing of the new pedestrian bridge of the Petite Decharge River (Alma, Quebec, Canada). Implementation, lessons learnt and future perspectives. The 12th International Symposium on Friction Stir Welding (12ISFSW), Chicoutimi, Quebec, Canada, 26-28 June 2018.
        
12. László Gergely Vigh, Gábor Schnierer, Judit Buchmüller, Ákos Pohl, Bence Turányi, László Kiss, Lyne St-Georges and Louis Dussault: Conceptual Design of an Aluminium Bridge in Alma, QC. In: Key Engineering Materials, Vol. 710, pp. 383-389, 2016.
       
13. Fritz Stüssi: Tragwerke aus Aluminium. Springer-Verlag, 1955. S. 187-188.
       
14. E. Beyer und  J. Tussing: Die Aluminiumbrücke in Düsseldorf. In: Bauingenieur, 1953, Heft 10. Ersteller: Hein, Lehmann & Co., Düsseldorf; Materiallieferung: Vereinigte Leichtmetallwerke GmbH, Bonn. 
        
15. Bitschnau GmbH: Toolbridge, Aluminiumbrücke, Solebrücke Gosauzwang (inklusive sehenswertem Video).
       
16. Aluminum Bridge Deck Design Solutions to Meet Current Challenges Faced by State DOT’s (siehe auch Web-Archiv).
       
17. Bild der alten Stahlbrücke in Sandisfield, Massachussets.
       
18. Bayards - Corporate Brochure by SD Communicatie. S.40-41.
       
19. Uiverbrug auf der niederländischen Wikipedia.