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Brückenbauprojekt Kenya 2005 – "2 Brücken in 3 Monaten“

Hängeseilbrücke

Hängeseilbrücke

Im März 2005 haben die Planungen für eine Schwerlastbrücke und eine Hängeseilbrücke im Hochland Kenyas sowie die Sponsorensuche begonnen. Die Anfrage an Ingenieure ohne Grenzen kam von einem Kinderheim für HIV-infizierte Kinder. Kurz vor Baubeginn Ende September 2005 war die Finanzierung durch zahlreiche Privat- und Firmenspenden garantiert. Das Projekt „2 Brücken in 3 Monaten“ konnte starten.

1. Massive Trog - Brücke

Massive Trogseilbrücke

Im Jahr 2004 war ein LKW in eine alte Holzbrücke eingebrochen. Der Weg in die zwei Stunden entfernte Stadt war kaum mehr möglich. Die Menschen leben hauptsächlich vom Verkauf von Tee und Holzkohle. Seitdem die Brücke nicht mehr befahrbar ist können die Teebauern ihren Tee und Kohle nicht mehr auf den Markt transportieren.

Die neue Stahlbeton Trogbrücke (Bild rechts) hat eine Spannweite von 10m. Sie wurde ohne großen technischen Aufwand hergestellt. Die Brücke wurde direkt vor Ort betoniert, da kein schweres Hebegerät zur Verfügung stand. Die 65 Tonnen Beton vom Typ C16/20 wurden von Hand angemischt. Die Brücke ermöglicht nun den Bauern und der dort im Busch lebenden Bevölkerung, ihren Mais und Tee wieder verkaufen zu können. Der Weg in die Zivilisation und in die Zukunft ist wieder möglich.

Einfeldbrücke

 

2. Fußgängerbrücke

Die zweite neu gebaute Brücke ist eine Hängeseilbrücke mit 52m Gesamtlänge. Sie verbindet die beiden Geländeteile des Grundstücks des Kinderheims. In der Regenzeit ist es auf Grund der starken Strömung nicht möglich, den Fluss zu überqueren. In der Trockenzeit erschweren giftige Schlangen (grüne Mamba, Puffotter) die Überquerung. Im Rollstuhl sitzende Kinder können jetzt ohne Schwierigkeiten über den Fluss gebracht werden. Ebenso reduziert die Brücke den Schulweg von vielen Kindern um über 1,5 Stunde Fußmarsch pro Strecke.

Überblick über die Systemdaten

Spannweite l = 40 m   Breite b = 1,25 m
Durchmesser Haupttragseil d = 22 mm   Höhe der Pylone h = 5 m
Durchmesser Hängerseil d = 10 mm   Durchhang f = 4,2 m
Abstand Hänger a = 2 m   Widerlagerfundamente im Fels verankert

2.1 Beschreibung des Tragwerks

Modelliertes Tragwerk in Sofistik

Das Tragwerk wurde nach der Methode der Finiten Elemente als räumliches Stabwerk abgebildet. (Bild unten) Die Berechnung erfolgt für die Stab- und Seilelemente nach Theorie III. Ordnung mit dem Programmpaket Sofistik. Bei den statischen Nachweisen sind die folgenden Belastungen berücksichtigt:

- Eigengewicht,

- Verkehrslast 4,3 kN/m²

- Windlast nach DIN 1072

- Temperaturschwankungen von ± 35 K

2.2 Planung und Entwurf der Stahlhängeseilbrücke

Abspannung der Haupttragseile

Die Hängeseilbrücke wurde geplant und konzipiert, um mit möglichst einfachen Verbindungen und geringen Kosten rund 42 Meter zu überspannen. Die Formfindung sowie die Berechnung wurden mit Sofistik durchgeführt. Die Haupttragseile werden über V-Pylone geführt um eine bessere horizontale Aussteifung zu erreichen. Da das Gelände im Vorfeld nicht exakt vermessen werden konnte, musste die Seilkonstruktion eine große Verstellmöglichkeit aufweisen. Diese wurde durch eine große Spannvorrichtung realisiert (Bild rechts u. unten) Jedes Spannglied, bestehend aus zwei Gewindestangen und Stahlblöcken, weist einen Verstellweg von 1800mm auf.

Abspannung der Haupttragseile

2.3 Seilkonstruktion

Pylonkopf aus einer aus gesteiften halben
Anschluss Hängeseil an das Hauptragseil

Die komplette Seilkonstruktion wurde von der Firma Seilbau Pfeifer , Memmingen gespendet. Die simple und den Anforderungen entsprechende Seilkonstruktion ist das Ergebnis aus der hervorragenden Zusammenarbeit der Projektleitung mit der Firma Pfeifer. Die Hängeseile wurden mit Kauschen auf das Haupttragseil aufgefädelt und durch zwei fixierte Seilklemmen vom Abrutschen gesichert (Bild rechts). Unter die Seilklemmen wurde ein 20cm langes Seilstück geklemmt, um die Grenzzugkraft des Haupttragseiles nicht um 15% abmindern zu müssen. Diese Vorgehensweise hat dazu beigetragen, das Projekt zum einen finanzierbar, zum anderen vor Ort umsetzbar zu machen.

2.4 Oberbau

Der Oberbau wurde aus dem Hartholz Bluegam gebaut. Die beiden Koppelträger (Querschnitt 2x5x10cm) wurden ein Mal pro Meter verschraubt. Um Schwingungsprobleme zu vermeiden, wurde der Holzoberbau zur Seite hin abgespannt.

2.5 Gründung

Verankerung

An beiden Flussufern stand Fels an, was die Baukosten stark verringerte. Die Zugkräfte aus dem Haupttragseil wurden durch eine Felsvernagelung abgeleitet. Es wurden Löcher mit einer Tiefe von 1,8m sternförmig gebohrt. In die Löcher wurde Baustahl Ø 32mm mit Zementschlemme gehauen. Das Spannglied wurde über zwei 25to Schäkel an eine halbe LKW Felge (75cm Durchmesser) angeschlossen. Die LKW-Felge wurde verwendet da diese einen guten Stahl aufweist. Es ist sehr schwer, in Dritte Welt Ländern Flachstähle mit einer Stärke von 14mm zubekommen. An die Felge wurden die Bewehrungsstäbe Ø 32mm geschweißt, danach die Konstruktion mit Beton verfüllt (Bild rechts).

3. Schwierigkeiten und Herausforderungen

LKW im Schlamm
Hängeseilbrücke

Der Autor ist Student des Bauingenieurwesens an der HfT Stuttgart . Als Projektleiter entwarf und berechnete er die beiden Brücken. Mitte September 2005 flog er nach Kenya und baute dort mit bis zu 100 einheimischen Arbeitern die beiden Brücken. Eine der größten Herausforderungen war der enge Zeitplan von 3 Monaten. Mit 6 Arbeitstagen pro Woche und bis zu 18 Arbeitsstunden pro Tag waren die körperlichen Grenzen erreicht. Auch die Witterungsbedingungen behinderten den Baufortschritt. Nach zwei Stunden Regen waren die Straßen unpassierbar (Bild rechts). Ein Problem besonderer Art stellten hoch giftige Schlagen dar, die zahlreich (20-30 grüne Mambas an heißen Tagen) die Baustelle besuchten. Doch trotz dieser spannenden Momente sind 9 Monate nach Beginn der Planung und einer Bauzeit von 3 Monaten beide Brücken pünktlich fertig gestellt geworden, unter anderem die einzige Hängeseilbrücke Kenyas überhaupt. Heute gehen zwischen 400 - 600 Menschen pro Tag über die Brücke.

4. Danksagung

Die Projektsumme von 20.000 Euro für die beiden Brücken wurde durch Spenden aufgebrach. Neben vielen Privatspendern kam der größte Teil von Firmen. Das Fundraising erstreckte sich über ein halbes Jahr und war nicht immer ganz einfach, an dieser Stelle vielen herzlichen Dank allen Unterstützern dieses Projekts. Autor dieses Beitrages:

Ingenieure ohne Grenzen e.V.

Mathias Widmayer

Klopstockstr. 71

70193 Stuttgart