Über sieben Bögen wirst Du gehen

Die nächste Herausforderung: Großes Viadukt im Garten, im Gleisbogen mit Überhöhung und starker Neigung

Im Anlagenbau habe ich endlich den nächsten großen Schritt gewagt: Nach zwei Testbauwerken kleinerer Dimension habe ich mich an das große Viadukt gemacht, welches im Steigungsabschnitt zwischen Kellerbahnhof und unterem Bahnhof liegt. In 2015 als Betonkonstruktion aus Rasenkanten- und Verbundpflastersteinen zunächst provisorisch aufgebaut, sollte es so oder so zu einem richtig mächtigen Bauwerk werden.

Viel habe ich recherchiert und Lösungen gesucht, doch letztlich entsprach das alles nicht meinen Vorstellungen. Weder Fertigbauteile mit doch immer noch sichtbarer Verklebefuge im Bogenscheitel, noch mit Riemchen beklebte maximalaufwändige Herstellungsformen gefielen mir. Letztlich bin ich bei einem eigenen Verfahren zur Herstellung eines Betonmonolithen mit Steinmuster, Konsolen- und Randsteinen gelandet. Da ich ja leider stets mit großem Zeitverzug meine Einträge einstelle kann ich jetzt schon sagen, dass die Konstruktion seit zwei Jahren tip-top hält.

Was beschreibe ich also?

Ein Viaduktbauwerk für die Garteneisenbahn (IIm/LGB) aus bewehrtem Beton in individueller Formgebung mit Steinmuster, Konsolen- und Randsteinen, ebener Montagefläche für das Gleismaterial, Entwässerung und z.T. wiederverwendbarerer Schalung.

Projektbeschreibung

Das zu erstellende Viadukt betrifft einen ca. 3,5m langen Abschnitt im Gleisbogen (LGB R5). Die Trasse kommt dabei aus einem Einschnitt heraus auf ein max. 35cm über Grund liegendes Niveau und mündet dann in einen Landschaftsvorsprung aus Felsen, in dem sich die Trasse fortsetzt. Das Neigungsniveau liegt bei 3 Grad, das Gleis liegt in Überhöhung.

Planung der Umsetzung

Entsprechend meiner Vorstellung und den bisherigen Erfahrungen plane ich das Bauwerk über eine Vollverschalung der Außenwände aus Holz (2cm stark) sowie spantenbasierte Bögen im Innern aus Kartonpappe mit Ummantelung aus Frischhaltefolie. Das Steinmuster sowie die Konsolen- und Randwegsteine werden mithilfe von bearbeiteten Styrodurteilen (Pressform/Bauteile) in der Schalung realisiert, das Steinmuster in den Bögen wird über vollflächige 3-5mm starke Lagen Knete (Pressform) erreicht. Die Pressformen als Negativform entstehen, in dem in die Schalungsteile mit kleinen Stempeln Steinmuster eingedrückt werden. Dafür habe ich verschiedene Stempel für unterschiedliche Steingrößen und die Bogensteine. Das ist eine sehr zeitaufwendige, letztlich aber lohnende Arbeit. Die Schalung wird mit Trennmittel behandelt.

Die Pfeiler werden auf 5cm ausgehobenem gewachsenen Boden aufgebracht. Im Inneren des Pfeilers werden darüber hinaus Hartholz-Pfähle 20cm tief in den Boden getrieben und ca. 10cm hoch eingegossen.

Die Schalung ist so ausgeführt, dass sie außenseitig genau mit Randwegniveau abschließt (mit der Maurerkelle abziehbar) und die Vertiefung für die Fahrbahn und Entwässerung über eine schwimmende Schalung, die mit der außenliegenden verschraubt wird, erreicht wird. So kann die gesamte Schalung Stück für Stück erstellt werden und erst ganz zum Schluss wird der Beton eingebracht. Da die Strecke nicht nach Vermessungsdaten, sondern nach dem Bestand gebaut wird, kann auch Abschnitt für Abschnitt der Bestandsbrücke zur Schalung umgebaut werden und so die Bestandsmaße erhalten werden.

Durch die massive Bauform der Schaltung mit verschraubter Verbindung beider Schalungsseiten ist lediglich eine Verankerung im Boden erforderlich, aber keine Abstützung zu den Seiten.

Die Schalung wird außerdem mit diversen Dübeln für spätere Signal- und Oberleitungsanlagen vorbereitet, im Randweg werden Löcher für ein Geländer im flüssigen Beton durch dünne Drähte als Platzhalter vorgesehen. Nur die Gleisbefestigung wird nach völliger Durchtrocknung gebohrt.

Die Entwässerung wird auf der tieferliegenden, bogeninneren Randseite vor dem Randweg vorgesehen, sodass sie als echter Regensammler fungieren kann. Die Schalung dafür ist eine 1x1cm starke Leiste, die unter die Fahrbahnschalung geschraubt wird. Jeden zweiten Bogenscheitel wird ein vertikales Entwässerungsrohr in die Schalung eingearbeitet.

Das Betonieren selbst ist wie üblich bei solchen Projekten mit relativ flüssiger, sehr gut gerührter Mischung zu erledigen. Während der Befüllung muss gut gestopft/entlüftet werden, um Blasenbildung zu vermeiden. Gleichzeitig darf man die empfindliche Form nicht berühren.

Danach bestenfalls eine Woche lang trocknen lassen und als erstes nur die Schrauben der Schalung lösen. Nach ein paar Tagen lösen sich die ersten Teile von allein.

Nach der Ausschalung gibt es nur wenige Folgearbeiten: Gleisrost wiedereinbauen (einlegen, ausrichten, anzeichnen, ausbauen, bohren, einbauen, richten, verschrauben), Schmutzschutz in der Entwässerungsrinne einbauen (Fliegengitterschlauch), Schotter einbringen, Geländer erstellen und montieren.

Ergebnis

Die Umsetzung hat eigentlich auch genau so wie oben beschrieben stattgefunden. Sie war unglaublich zeitintensiv, aber im Ergebnis sehr zufriedenstellend. Wenn ich nach negativen Punkten suche, gibt es nur einen Bogen, dessen Spantenkonstruktion doch zusammengeknickt ist, sodass ich ihn im Nachgang ordentlich zurückschneiden musste. Ansonsten gab es hier und da ein paar Blasen und ungewollte Ecken.

Im Folgenden ein paar Bilder vom Altbau über die Bauarbeiten bis zum (fast) fertigen Neubau. Leider fehlt bis jetzt noch das Geländer..

Provisorische Brücke aus 2015. die damalige Überhöhung des bogenäußeren Gleises ergab sich durch die verwendeten Rasenkantensteine in konischer Form

Die Außenschalung entsteht zunächst unter Beibehalt des alten Bauwerks, um die Maße abnehmen zu können

Die Verbindung zwischen äußerer und innerer Schalung ist gleichzeitig die Befestigung für die schwimmende Fahrbahnschalung

Die Fahrbahnschalung entsteht: die kleinen Plättchen justieren Höhenlage und Überhöhungswinkel der Fahrbahnplatte. Der verbleibende Spalt links und rechts wird später bis oben hin mit Beton aufgefüllt und bildet den Radweg auf der Konsole.

Der Raum unter der Schalung wird später mit den Bögen ausgefüllt

Die Innenschalung wird passgenau zugeschnitten und eingesetzt

Die Knetbahnen werden flach ausgerollt auf das individuell erforderliche Breiten- und Längenmaß der Bögen.

Fertig verpackter Bogen mit Knetbahn

Komplett fertiger Bogen mit eingedrücktem Steinmuster

Die Werkzeuge zum Erstellen der Steinmuster. Die Bereiche der Bögen müssen vor Ort erstellt werden, damit das Muster beider Schalungen zusammenpasst.

Da die Bögen nach dem Einbau nicht mehr herausgenommen werden können, muss insbesondere bei warmem Wetter alsbald danach betoniert werden – sonst fließt die Knete..

Fertige Schalung mit Konsolensteinmuster (kleine, einzeln aufgesetzte Blöcke) und Randweg (Platz zwischen niedriger endendem Styrodur und oberem Abschluss der Holzschalung). Die Dübel sind mit einem Holzstab im Inneren im Styrodur befestigt und dienen der späteren Aufnahme von Oberleitungs- und Signalmasten.

Während der Betonierung wird der Hasendraht als Bewehrung eingesetzt. Etwas Stärkeres hatte ich leider nicht da.

Bald sind alle Bögen betoniert und nach entsprechender Verdichtung wird die Fahrbahnschalung eingesetzt. Etwas schwierig ist die Einschätzung, wann der entsprechende Füllstand erreicht ist.

Die Fahrbahnschalung ist eingesetzt, der Beton bis auf Randwegniveau eingefüllt, abgezogen und die Kurzdrähte für die Geländeraufnahme sind eingesteckt.

Nach einigen Tagen Trocknung werden die Schrauben der Verschalung gelöst – mehr noch nicht!

Nach weiteren Tagen kann die Außenschalung gelöst werden.

Mit gelöster Außenschalung kann das Bauwerk weiter trocknen.

Die Bogenformen werden bei der Ausschalung meistens komplett zerstört. Das Ablösen der Knete muss sehr vorsichtig erfolgen, damit nichts am Bauwerk bleibt. Im oberen Bereich des Bogens kann man sehen, dass sich die Form etwas nach unten gesetzt hat – hier sind Nacharbeiten erforderlich.

Konsolen und Randweg sind gut gelungen, der Luftstreifen unterhalb muss nachbearbeitet werden.

Während der Ausschalung. Die Außenschalung kann mindestens mit der Außenseite nochmals verwendet werden.

Die schwimmende Fahrbahnschalung kann erst nach langer Trocknung entfernt werden: ihre enge Passform könnte sonst den oberen Bereich des Bauwerkes links und rechts abbrechen. Am besten ein paar trockene Tage abwarten, bis sich das Holz zusammenzieht. Gleiches gilt für die Entwässerungsrinne (hier ist der quadratische Formstab noch im Beton).

Endlich ist alles ausgeschalt. Deutlich zu erkennen ist die tiefe Entwässerungsrinne im Innenbogen.

Mit montiertem Gleis wird die Überhöhung sichtbar.

Die erste Testfahrt.

Anhand des Musters kann man erkennen, dass die Trocknung lange dauert.

Ein paar Monate später wird die Entwässerung fertiggestellt, die Rinne wird schon grün. Damit das Wasser unter dem Gleisschotter abfließen kann, wird zuvor ein rund gebogener Fliegengitterdraht als Schlauch eingelegt. Alle 40cm ist eine Bohrung in der Rinne, die das Wasser durch den Bogenscheitel nach unten aus dem Bauwerk führt.

Das fertig eingeschotterte (lose) Bauwerk (mit Fotograf).

Die Wirkung des Viadukts hängt wesentlich davon ab, wie stark der umfahrene Busch zurückgeschnitten ist.

Auch im Winter schön anzusehen. Durch den breiten Randweg bleibt viel Schnee auf der Brücke liegen.

Zustand knapp zwei Jahre nach Fertigstellung.

Soweit der Brückenbau – wird sich sicherlich an anderer Stelle noch wiederholen. Ich freue mich über Rückfragen und Kommentare!