Warum Aluminium im Brückenbau ?

100% Aluminium – 100 Jahre Lebensdauer = 0% Unterhalt

Vorteile von Aluminium
Die Vorteile von Aluminium sind in der Praxis sehr vielseitig und sind dabei auf diverse Eigenschaften des Leichtmetalls zurückzuführen. Als Leichtmetall wird es deshalb bezeichnet, da es mit einer Dichte von ungefähr 2,6 bis 2,8 Gramm pro cm³ lediglich über rund 30% der Dichte von Stahl verfügt. Obwohl Aluminium also ein sogenanntes Leichtmetall ist, besitzt es dennoch eine ausgesprochen hohe Festigkeit – ein weiterer Vorteil zu Gunsten des Metalls.

Einfache Verarbeitung
Das Leichtmetall lässt sich sehr leicht verarbeiten und verformen. Gängige Methoden hierzu, vom Schweissen des Metalls bis hin zu klassischen Formverfahren, können bei Aluminium bedenkenlos angewandt werden. Sie können teilweise sogar unkomplizierter, schneller und mit einfacheren Utensilien durchgeführt werden. Hier ergeben sich weitere wirtschaftliche Vorteile.

Fest und Schlagunempfindlich
Aluminium kann nur schwer bis gar nicht durchschlagen werden. Der Druck des Aufpralls wird durch die Verformbarkeit so kompensiert, dass sich im Regelfall lediglich eine Verbeulung des Metalls ergibt. Durchgeschlagen wird es daher nur von spitzen Utensilien.

Eigenschutz gegen Korrosionsverhalten
Ein weiterer Vorteil ist der hohe Eigenschutz gegen Korrosion. In direktem Kontakt mit Sauerstoff überzieht sich das Leichtmetall mit einer Oxidschicht, die sich bei Durchdringen sofort wieder erneuert. Daher ist Aluminium  gegen Korrosion nicht anfällig. Durch Eloxieren kann dieser Eigenschutz künstlich verstärkt werden.

Kann recycelt werden
Aluminium kann in vollem Umfang und ohne Qualitätsverlust recycelt werden. Bei dem Recyclingverfahren werden lediglich 5 Prozent der Energie genutzt, dafür kann es ganz unkompliziert eingeschmolzen werden. Das macht Sinn, da die Gewinnung des Leichtmetalls mit einem hohen Energieaufwand verbunden ist. Das recyclierte Aluminium wird auch als Sekundäraluminium bezeichnet.

Ignoriert Temperaturveränderungen
Die Eigenschaften von Aluminium bleiben auch bei einem Wechsel der Temperatur konstant. Das Spektrum von -80 Grad Celsius bis hin zu + 150 Grad Celsius kann problemlos durch die Vorteile des Materials kompensiert werden. Bei starker Hitze verhärtet sich das Material sogar noch zusätzlich.

Undurchlässigkeit gegenüber Dampf
Behälter aus Aluminium sind wasserdampfdicht. Das ergibt bei der Lagerung einen wichtigen Vorteil: Güter werden vor Luftfeuchte und Spritzwasser abgesichert.

UV-Resistenz
Aluminium zeigt keine negative (oder positive) Wirkung bei starker UV-Strahlung. Das Material reagiert nicht.

Hygienisches Leichtmetall
Aufgrund der glatten Oberfläche kann Aluminium einfach gereinigt werden. Es ist außerdem geruchsneutral und wird gern in sterilen Umgebungen eingesetzt.

Elektrische Leitfähigkeit und magnetische Neutralität
Ein Vorteil, vorwiegend in Laboren, ist die Freiheit von Ferromagnetismus. Das Leichtmetall besitzt also keine magnetische Eigenanziehung. Dafür ist es ein sehr guter elektrischer Leiter, weshalb es gern bei Stromleitungen und elektronischen Bauteilen genutzt wird.

Aluminium als Werkstoff für Brückenkonstruktionen

Aluminium hat sich den vergangenen hundert Jahren als durchaus geeignetes Material für tragende Konstruktionen erwiesen. Zur Bemessung ist jedoch ein gewisses Grundwissen über Aluminium und dessen Verarbeitung unerlässlich. Leider wird dieses Wissen an den Hochschulen nur am Rande gelehrt.

Für die Bemessung von Aluminium Konstruktionen ist es sinnvoll die wichtigsten unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften im Vergleich zu Stahl zu kennen. Insbesondere der Einfluss der Wärme auf die mechanischen Eigenschaften von Aluminium. Kenntnisse wichtigsten metallkundlichen Aspekte die notwendig sind, um die spezielle Nomenklatur für Aluminium Werkstoffe und deren Zustände zu begreifen.

Ein gewichtiger Unterschied ist die richtige Wahl der Aluminium Legierungen je nach konstruktivem Einsatz am Brückenkörper und daraus resultierend die Möglichkeiten bei dem Strangpressen der speziellen Profile.

Die filigrane Konstruktion des Fachwerktragwerkes verlangt hohe Ansprüche an die Fertigung des Brückenkörpers in Bezug auf Sauberkeit, Genauigkeit, Schweissen und allenfalls Lackieren. Der gesamte Fertigungsprozess erfolgt in Produktionshallen unter kontrollierten Bedingungen.

Die Aluminium Brücke wird komplett vorfabriziert auf die Baustelle geliefert und zum geplanten Zeitpunkt mit leichtem Gerät auf die vorbereiteten Fundamente eingeschwenkt. Die Bauzeit und somit die Störung für Verkehr und Umwelt ist sehr kurz. Bauliche Massnahmen bei der Überbrückung und zum Schutze von Gewässern sind nicht notwendig.

Ausser der periodischen Kontrolle der Brückenlager benötigt die Aluminium Brücke sehr wenig  Unterhalt oder Wartung. Eine Aluminium Brücke hält 100 Jahre und mehr.

Eine ganzheitliche Betrachtung zeigt, dass Aluminium eine beim korrekten Einsatz bessere Resultate ergibt als Stahl. Insbesondere das geringe Gewicht, die natürliche Korrosionsresistenz, das Recyclingpotential und die Betrachtung des gesamten Lebenszyklus.

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Hier sind die wichtigsten Verkaufsargumente von Aluminiumbrücken gegenüber Stahlbrücken

Geringeres Gewicht

Aluminium hat eine geringere Dichte als Stahl (~2,7 g/cm³ vs. ~7,85 g/cm³), wodurch die Brücke leichter wird. Dies reduziert die Anforderungen an Fundamente und Lager, was Baukosten senken kann. Einfache und schnellere Montage, insbesondere für Behelfs- oder temporäre Brücken.

Korrosionsbeständigkeit

Aluminium korrodiert nicht in der gleichen Weise wie Stahl. Stahl muss aufwendig gegen Rost geschützt werden (z. B. durch Verzinkung oder Beschichtungen), während Aluminium durch Eloxieren oder Legierungen widerstandsfähig ist. Niedrigere Wartungskosten über die Lebensdauer.

Geringere Wartungskosten

Da Aluminium nicht rostet, fallen weniger Instandhaltungskosten an. Stahlbrücken benötigen regelmässige Inspektionen, Korrosionsschutzanstriche und gegebenenfalls Reparaturen. Besonders in aggressiven Umgebungen (z. B. Küstenregionen oder Gebiete mit Streusalz) ist Aluminium klar im Vorteil.

Längere Lebensdauer in bestimmten Umgebungen

In salzhaltiger Luft oder mit Streusalz belasteten Gebieten bleibt Aluminium länger stabil als Stahl. Aluminiumstrukturen können bis zu 100 Jahre halten, ohne dass wesentliche Schutzmassnahmen erforderlich sind.

Nachhaltigkeit & Recycling

Aluminium ist 100 % recycelbar, ohne dass es an Qualität verliert. Der Recyclingprozess benötigt nur 5 % der Energie der Primärproduktion. Immer mehr Länder setzen auf nachhaltige Infrastruktur – Aluminium passt gut in dieses Konzept.

Ästhetik & Design-Flexibilität

Aluminium erlaubt komplexe Designs, da es einfacher zu formen ist als Stahl. Besonders für moderne, leichte und filigrane  Brückenkonstruktionen eignet sich Aluminium besser. Aluminiumoberflächen können durch Eloxieren oder Pulverbeschichten optisch hochwertig gestaltet werden.

Nachteile von Aluminiumbrücken gegenüber Stahlbrücken

Höhere Materialkosten: Aluminium ist teurer als Baustahl (~3–4x so teuer pro kg).

Geringere Steifigkeit: Aluminium hat ein niedrigeres Elastizitätsmodul (~70 GPa vs. ~210 GPa bei Stahl), was bei langen Spannweiten problematisch sein kann.

Schwieriger zu schweissen: Aluminium erfordert spezielle Schweisstechniken (z. B. WIG- oder MIG-Schweissen) und gut ausgebildete Fachkräfte.

Fazit

Aluminiumbrücken sind besonders dort sinnvoll, wo geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit und niedrige Wartungskosten gefragt sind – z. B. bei Fussgänger- und Fahrradbrücken, temporären Brücken oder Brücken in aggressiven Umgebungen. Stahlbrücken sind meist günstiger in der Anschaffung und besser für große Spannweiten oder hohe Belastungen geeignet.