Die Eshima Ohashi Bridge in Japan hat eine maximale Steigung von 6,1 %, etwa 3,5 Grad, und doch wirkt sie auf Fotos, die vom anderen Ufer aufgenommen wurden, fast senkrecht. Eine Brücke kann furchteinflößend aussehen, ohne unsicher zu sein, und genau diese Lücke zwischen Erscheinung und Verhalten ist der Leitgedanke dieser Liste.
Anhand von zehn der gruseligsten Brücken der Welt untersucht gbc engineers woher diese Angst kommt und was die Technik über jede Querung verrät. Manche Brücken fordern unsere Wahrnehmung durch Höhe, Ausgesetztheit oder Größe heraus. Andere werfen komplexere Fragen zu Wind, Schwingungen und Bauwerksbewegungen auf.
Sechs Brücken, die wegen ihres Anblicks extrem wirken
Bei diesen sechs Brücken entsteht die Angst hauptsächlich durch das, was Menschen sehen können: tiefe Abgründe, transparente oder offene Fahrbahnen, extrem steil wirkende Straßen oder Wasser, das sich kilometerweit voraus erstreckt. In den meisten Fällen sind die tatsächlichen technischen Bedingungen jedoch weit weniger extrem, als es scheint.
1. Royal Gorge Bridge, USA: eine Holzfahrbahn 956 Fuß (291 m) über dem Fluss
Die Royal Gorge Bridge überquert den Arkansas River in 956 Fuß (291 m) Höhe, mit einer Fahrbahn aus 1.257 Holzbohlen. Auch wenn sie wie ein einfacher Holzsteg aussehen mag, ist sie Teil einer Hängebrücke, die seit 1929 in Betrieb ist.
Ihr Zustand wird engmaschig überwacht. Jedes Jahr werden rund 250 Fahrbahnbohlen ersetzt, und die Brücke wird außerdem vom Colorado Department of Transportation sicherheitstechnisch geprüft sowie regelmäßig gewartet und technisch kontrolliert.
Foto: Royal Gorge Bridge, USA. Quelle: Royal Gorge Bridge & Park America's Bridge.
2. Zhangjiajie Glass Bridge, China: eine transparente Fahrbahn 300 m über dem Tal
Die Zhangjiajie Glass Bridge überspannt 430 m einen Canyon von etwa 300 m Tiefe. Ihre Fahrbahn besteht aus 99 Platten aus dreilagigem gehärtetem Glas.
Vor der Eröffnung durchlief die Brücke fast 100 Sicherheitsprüfungen. In einem öffentlichen Test schlugen Freiwillige mit Vorschlaghämmern auf eine Glasplatte, bevor ein SUV mit 11 Personen über die beschädigte Fläche fuhr. Die oberste Schicht riss, doch die Platte brach nicht zusammen und versagte auch nicht vollständig.
Bei einem weiteren Test wurde ein Zwei-Tonnen-Lkw auf die Brücke gestellt, während das Bauwerk selbst für das Äquivalent von 800 Personen gleichzeitig ausgelegt wurde. Diese Tests prüften daher nicht nur die normale Belastung, sondern auch, wie sich das mehrschichtige Glassystem nach lokaler Beschädigung verhält.
Foto: Zhangjiajie Glass Bridge, China.
3. Trift Bridge, Schweiz: ein schmaler Fußgängersteg 100 m über einem Bergsee
Die heutige Trift Bridge ist 170 m lang und liegt etwa 100 m über dem See Triftsee. Eine frühere Brücke wurde 2004 eröffnet, doch ihr Standort und die Exposition gegenüber starkem Wind führten zu Problemen bei Stabilität und Zugang.
Die Ersatzbrücke wurde 2009 an einer 30 m höher gelegenen Stelle eröffnet, wo die weitere Schlucht hilft, die Windgeschwindigkeit zu verringern. Zusätzlich wurden parabelförmige Stabilisierungsseile unter dem Gehweg und ein Stahlrahmen entlang der Spannweite angebracht, um windinduzierte Bewegungen zu begrenzen. So entstand eine sicherere und stabilere Querung.
Foto: Trift Bridge, Schweiz.
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4. Eshima Ohashi Bridge, Japan: eine Steigung von 6,1 %, die fast senkrecht wirkt
Aus der Ferne kann die Eshima Ohashi Bridge fast senkrecht wirken. In Wirklichkeit beträgt ihre maximale Steigung auf der Seite von Shimane 6,1 % und auf der Seite von Tottori 5,1 %, was einem Winkel von nur etwa 3,5° entspricht.
Die steilen Rampen ergeben sich aus den Anforderungen von Standort und Schifffahrt und nicht aus dem Versuch, eine extreme Straße zu schaffen. Die Brücke erreicht eine Höhe von 44,7 m, damit Schiffe mit bis zu 5.000 t darunter hindurchfahren können. Eine Hauptspannweite von 250 m, getragen von einem Rahmentragwerk aus Spannbeton, erlaubt es der Brücke, diese Durchfahrtshöhe ohne bewegliche Brückenklappe zu halten.
Foto: Eshima Ohashi Bridge, Japan. Quelle: SHIMANE JAPAN Official Travel & Tourism Guide.
5. Lake Pontchartrain Causeway, USA: 38 km Fahrbahn, umgeben von Wasser
Die Lake Pontchartrain Causeway erstreckt sich über fast 24 Meilen (etwa 38 km) über den Lake Pontchartrain in Louisiana. Der lange, gleichförmige Blick über offenes Wasser kann die Querung deutlich extremer wirken lassen, als es ihrer tatsächlichen Höhe entspricht.
Für die Ingenieurinnen und Ingenieure schuf die ungewöhnliche Länge eine andere Herausforderung: wie sich dasselbe Tragsystem tausendfach effizient herstellen lässt. Die ursprüngliche Brücke nutzte standardisierte Fertigteile, darunter Pfähle, Pfahlkappen und Fahrbahnabschnitte, die an Land gefertigt und per Schiff zur Baustelle transportiert wurden. Dieser Fertigungsstraßen-Ansatz machte die Wiederholung zum Vorteil und ermöglichte es, die erste 24 Meilen lange Querung in nur 14 Monaten fertigzustellen.
Foto: Lake Pontchartrain Causeway, USA.
6. Hussaini Suspension Bridge, Pakistan: wo die Gefahr nicht nur visuell ist
Die Hussaini Suspension Bridge überquert den Hunza auf etwa 194 m Länge und besteht aus 472 Holzbohlen, die mit großen Lücken verlegt sind. Die Öffnungen geben den Blick auf den Fluss darunter frei, und der leichte, abgehängte Steg kann sich bei Wind oder beim Überqueren durch Personen deutlich bewegen.
Anders als bei den übrigen Brücken dieser Gruppe ist die Angst hier nicht nur visuell. Die weit auseinanderliegenden Holzbohlen geben den Blick auf den Fluss frei, und der abgehängte Steg kann bei starkem Wind spürbar schwanken. Besucherinnen und Besucher müssen Sicherheitsvorkehrungen befolgen, darunter das Tragen von Schwimmwesten, und der Zugang wurde eingeschränkt, wenn die Behörden die Bedingungen für unsicher hielten.
Foto: Hussaini Suspension Bridge, Pakistan
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Vier Brücken, die wegen ihrer Bewegung extrem wirken
Bei diesen vier Brücken verursacht der Wind ein anderes technisches Problem, nämlich durch Bewegung. Ingenieurinnen und Ingenieure können es durch aerodynamische Gestaltung, Betriebsbeschränkungen oder nachträglich eingebaute Systeme zur Schwingungsdämpfung angehen.
1. Tacoma Narrows Bridge, USA: der Einsturz, der die Windtechnik veränderte
Die ursprüngliche Tacoma Narrows Bridge stürzte am 7. November 1940 bei Windgeschwindigkeiten von etwa 42 mph (67 km/h) ein. Da die Fahrbahn schmal und flexibel war, machten ihre flachen, vollwandigen Blechträger sie anfälliger für aerodynamische Kräfte, sodass sich die Brücke mit zunehmender Heftigkeit verdrehte. Der Einsturz veränderte, wie Ingenieurinnen und Ingenieure Windwirkungen auf weitgespannte Brücken betrachteten. Spätere Forschung nutzte Windkanalversuche, um die aerodynamische Stabilität zu untersuchen, und der Ersatzbau von 1950 führte einen höheren, offenen Versteifungsfachwerkträger, Öffnungen in der Fahrbahn und hydraulische Dämpfer ein, um windinduzierte Bewegungen besser zu kontrollieren.
Foto: Tacoma Narrows Bridge, USA.
2. Mackinac Bridge, USA: die Lehren aus Tacoma anwenden
Die Mackinac Bridge wurde 1957 mit einer Hauptspannweite von 1.158 m eröffnet und berücksichtigte die Lehren aus früheren Einstürzen von Hängebrücken. Die Brücke nutzt einen hohen Versteifungsfachwerkträger mit offenen Tragelementen statt einer durchgehenden geschlossenen Fläche. Ein Metallgitter in den mittleren Fahrstreifen lässt zudem mehr Luft durch die Fahrbahn strömen und verringert so den Winddruck. Vor dem Bau setzten die Ingenieurinnen und Ingenieure außerdem Windkanalversuche ein, um die aerodynamische Stabilität zu beurteilen und zu bestätigen, wie sich die Brücke bei starkem Wind verhält.
Foto: Mackinac Bridge, USA
3. Chesapeake Bay Bridge, USA: Windrisiko durch den Betrieb steuern
Die Chesapeake Bay Bridge quert offenes, ungeschütztes Wasser, in dem starker Seitenwind hohe und leicht beladene Fahrzeuge beeinträchtigen kann. Die Maryland Transportation Authority passt die Betriebsbedingungen daher an, wenn die Windgeschwindigkeit steigt. Warnungen beginnen bei etwa 30 mph (48 km/h), Fahrzeugbeschränkungen gelten ab etwa 40 mph, und weiter gehende Beschränkungen greifen oberhalb von 50 mph (80 km/h). Der Verkehr kann vollständig gestoppt werden, wenn anhaltender Wind oder anhaltende Böen 55 mph (89 km/h) überschreiten. Dieser Ansatz steuert das Windrisiko, indem er die Fahrzeugexposition verringert, sobald die Bedingungen unsicher werden.
Foto: Chesapeake Bay Bridge, USA
4. Volgograd Bridge, Russland: Schwingungen mit adaptiven Dämpfern steuern
Die Volgograd Bridge wurde 2009 eröffnet und im Mai 2010 vorübergehend gesperrt, nachdem starker Wind große vertikale Schwingungen verursacht hatte. Bei Inspektionen wurden keine Tragwerksschäden festgestellt, sodass sich die Ingenieurinnen und Ingenieure darauf konzentrierten, das dynamische Verhalten der Brücke zu steuern, statt das Bauwerk zu ersetzen.
Im Jahr 2011 installierten sie zwölf semiaktive Schwingungstilger mit jeweils einer bewegten Masse von 5.200 kg. Das System reagiert auf die Schwingungen der Brücke und baut Energie ab, wodurch windinduzierte Bewegungen ohne größere Änderungen am bestehenden Bauwerk verringert werden.
Foto: Volgograd Bridge, Russland
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Fazit
Diese zehn Brücken zeigen, dass sich eine Querung aus ganz unterschiedlichen Gründen extrem anfühlen kann. Die ingenieurtechnische Aufgabe besteht darin zu verstehen, welche Bedingung die Brücke tatsächlich bestimmt und wie diese Bedingung durch Entwurf, Prüfung, Instandhaltung oder Betrieb berücksichtigt werden sollte.
Bei gbc engineers beginnt die Brückenplanung damit, diese maßgebenden Bedingungen aus Geometrie, Verkehrslasten, Wind, Gründung, Bauanforderungen und beabsichtigter Nutzung zu ermitteln. Die Tragwerksanalyse bewertet anschließend, wie die Brücke reagieren wird, und BIM hilft, ihre Komponenten als ein integriertes System zu koordinieren.
Häufig gestellte Fragen
Welche Brücke ist die gruseligste der Welt?
Es gibt kein offizielles Ranking. Manche Brücken wirken extrem wegen dessen, was Menschen sehen, andere wegen ihrer Bewegung im Wind, und Menschen fürchten unterschiedliche Dinge. Deshalb lässt sich keine einzelne Brücke objektiv als die gruseligste bezeichnen.
Warum ist die Tacoma Narrows Bridge eingestürzt?
Sie versagte durch aeroelastisches Flattern, eine selbsterregte Drehbewegung bei mäßigem Wind, die sich von der oft gelehrten Resonanzerklärung unterscheidet. Billah und Scanlan korrigierten dies 1991 im American Journal of Physics.
Was ist ein Schwingungstilger an einer Brücke?
Ein Schwingungstilger ist eine auf gedämpften Federn gelagerte Masse, die Schwingungen in einem Bauwerk verringert. Die Volgograd Bridge nutzt semiaktive Varianten mit magnetorheologischen Dämpfern.
Gibt es Hilfe für Menschen, die Angst haben, über Brücken zu fahren?
An der Mackinac Bridge fahren Mitarbeitende Ihr Fahrzeug gegen eine Gebühr zuzüglich Maut rund um die Uhr über die Brücke. Die Mackinac Bridge Authority betreibt das Drivers Assistance Program.
Kann sich eine Brücke im Wind bewegen und trotzdem sicher sein?
Ja. Laut der Mackinac Bridge Authority kann sich die Fahrbahn in Spannweitenmitte bei starkem Wind um bis zu 35 Fuß (11 m) nach Osten oder Westen bewegen, weil sie bewusst flexibel ausgelegt ist. Ingenieurinnen und Ingenieure steuern die Bewegung über Steifigkeit, Form, Betriebsgrenzen oder Dämpfung.
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