Vergleich der Bauverfahren Taktschiebeverfahren und Vorschubrüstung - Analyse von Auswahlkriterien, Baukosten und Energiekennwerten

Abstract

Die Wahl des geeigneten Bauverfahrens spielt im Betonbrückenbau eine zentrale Rolle. Sie beeinflusst die technische Ausführung, den baubetrieblichen Ablauf sowie Bauzeit und Kosten der Tragwerksherstellung. Diese Diplomarbeit vergleicht zwei häufig eingesetzte Bauverfahren, das Taktschiebeverfahren und die Vorschubrüstung, und untersucht deren Einsatz unter unterschiedlichen projektspezifischen Randbedingungen. Ziel der Arbeit ist es, zu klären, welche technischen Randbedingungen die Wahl des Bauverfahrens beeinflussen, wie sich die beiden Bauverfahren auf Bauzeit und Baukosten auswirken und welche Unterschiede sich bei Material und Energiekennwerten ergeben. Auf dieser Grundlage wird untersucht, unter welchen Voraussetzungen welches der beiden Bauverfahren wirtschaftlicher ist. Die Untersuchung basiert auf zwei realisierten Referenzprojekten, bei denen jeweils eines der Bauverfahren angewendet wurde. Anhand dieser Projekte werden die maßgebenden technischen Randbedingungen analysiert. Dazu zählen die Tragwerksart, die Konstruktionshöhe, die Stützweiten sowie die Trassenführung. Das Taktschiebeverfahren ist für Hohlkastenquerschnitte geeignet und erfordert gerade oder gleichmäßig gekrümmte Achsverläufe sowie konstante Stützweiten. Die Vorschubrüstung weist demgegenüber eine höhere Flexibilität auf und kann bei variierenden Geometrien eingesetzt werden. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit liegt auf dem Vergleich von Material, Aufwands und Energiekennwerten. Die Ergebnisse zeigen, dass sich der Materialverbrauch beider Bauverfahren bei Beton und Bewehrung nur gering unterscheidet. Deutlichere Unterschiede ergeben sich bei der Menge der Spannglieder, da bei der Vorschubrüstung zusätzlich externe Spannglieder eingesetzt werden. Die Energie und Treibstoffverbräuche liegen bei beiden auf niedrigem Niveau und haben nur einen geringen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit. Die Kostenanalyse zeigt, dass das Taktschiebeverfahren insbesondere aufgrund der kürzeren Bauzeit wirtschaftliche Vorteile aufweist. Geringere Gerätemietkosten, ein reduzierter Personalaufwand und kürzere Bauzeiten führen zu niedrigeren Gesamtkosten pro Meter Brücke. Die Vorschubrüstung verursacht höhere Kosten, bietet dafür jedoch Vorteile bei komplexeren technischen Randbedingungen. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse wird eine Entscheidungsmatrix entwickelt. Diese verknüpft technische und wirtschaftliche Kriterien und ermöglicht eine strukturierte Empfehlung für die Wahl des Bauverfahrens. Die Matrix dient als praxisnahe Entscheidungshilfe für frühe Planungsphasen im Betonbrückenbau.Schlagwörter: Betonbrückenbau, Taktschiebeverfahren, Vorschubrüstung, Baukosten, Entscheidungsmatrix

The selection of an appropriate construction method plays a key role in concrete bridge construction. It affects the technical execution, the construction process, as well as the construction time and costs of the structural system. This diploma thesis compares two commonly used construction methods, the incremental launching method and the advancing scaffolding system, and examines their application under different project-specific boundary conditions. The aim of this thesis is to identify which technical boundary conditions influence the choice of construction method, how the two methods affect construction time and construction costs, and what differences arise in terms of material and energy indicators. Based on these aspects, the study investigates under which conditions one of the two construction methods proves to be more economical. The analysis is based on two realized reference projects, each applying one of the construction methods. These projects are used to examine the relevant technical boundary conditions, including the structural type, construction height, span lengths, and bridge alignment. The results show that the incremental launching method is suitable only for box girder cross-sections and requires straight or uniformly curved alignments as well as constant span lengths. In contrast, the advancing scaffolding system offers greater flexibility and can also be applied to structures with varying geometries. Another focus of the thesis is the comparison of material, operational, and energy indicators. The results indicate that the material consumption of concrete and reinforcement differs only slightly between the two construction methods. More significant differences are observed for prestressing tendons, as the advancing scaffolding system additionally uses external tendons. Energy and fuel consumption are generally low and have only a minor influence on overall economic efficiency. The cost analysis shows that the incremental launching method offers economic advantages, mainly due to its shorter construction time. Lower equipment rental costs, reduced labor demand, and shorter construction durations lead to lower total costs per meter of bridge. The advancing scaffolding system results in higher costs but provides advantages when more complex technical boundary conditions are present. Based on the obtained results, a decision matrix is developed. This matrix combines technical and economic criteria and enables a structured recommendation for the selection of the construction method. It serves as a practical decision-support tool, particularly in early planning phases of concrete bridge projects. Keywords: concrete bridge construction, incremental launching method, advancing scaffolding system, construction costs, decision matrix