7. Brückenkolloquium - September 2026 107 Erfahrungen mit der UHFB-Ertüchtigung von Brücken in der Schweiz Prof. em. Dr. Dipl.-Ing. ETH Eugen Brühwiler EPFL - ETH Lausanne, Schweiz Zusammenfassung Mit dem zementgebundenen Ultra-Hochleistungsfähigen Faserverbund-Baustoff UHFB steht ein neuartiger Baustoff zur Verfügung, der sich durch hohe mechanische Festigkeiten und Dauerhaftigkeit auszeichnet. UHFB ist weder Beton noch Stahl. UHFB wird in der Schweiz seit mehr als 20 Jahren für die Ertüchtigung bestehender Stahlbetonbrücken und Stahl-Beton Verbundbrücken eingesetzt. In diesem Beitrag werden zunächst die umgesetzten, grundlegenden Entwurfskonzepte zum Schutz und zur Instandsetzung sowie Verstärkung von Stahlbetonbrücken beschrieben und anhand von zwei Anwendungsbeispielen illustriert. Schließlich wird eine Kurzbilanz aus den bisherigen UHFB-Anwendungen in der Schweiz gezogen und kurz auf Aspekte der Nachhaltigkeit dieser neuartigen Technologie für den Erhalt bestehender Bausubstanz hingewiesen. 1. Einführung Der zementgebundene Ultra-Hochleistungsfähige Faserverbund-Baustoff (UHFB) ist weder Stahl noch Beton, sondern ein eigenständiger Verbundbaustoff. UHFB ist ein aus Zement, Zusatzstoffen, feiner Gesteinskörnung, Wasser, Zusatzmitteln und 15mm kurzen, schlanken Stahlfasern in hoher Dosierung (> 3 Vol.-%) hergestellter Baustoff. Durch seine hohe Packungsdichte ist er auch unter Zugbeanspruchung flüssigkeitsdicht. Der Mittelwert seiner Druckfestigkeit nach 28 Tagen beträgt etwa 150 N/ mm 2 , und seine Zugfestigkeit ist höher als 12 N/ mm 2 . UHFB zeigt ein Verfestigungsverhalten unter Zugbeanspruchung. Der Baustoff UHFB wurde vor rund 40 Jahren erstmals von Hans-Henrik Bache in Dänemark hergestellt und seither weiterentwickelt. Im Hinblick auf die Ertüchtigung von Stahlbetonbauten wurde von 1999 bis 2024 am Lehrstuhl des Autors an der ETH Lausanne (EPFL) das Tragverhalten von UHFB - Beton-Verbundbauteilen untersucht. Die Idee besteht darin, Bauteile aus Stahlbeton mit dem Hochleistungsbaustoff UHFB gezielt zu «härten», um stark exponierte Oberflächen zu schützen und statisch stark beanspruchte Bauteile zu verstärken. Dabei ist es vorteilhaft, UHFB mit Betonstahlbewehrung zu ergänzen. Dadurch verbessert der Stahl-UHFB die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit des Stahlbetonbauteils. 2. Stahl-UHFB - Stahlbeton Verbundbauweise zur Verstärkung und Abdichtung von Bauteilen aus Stahlbeton 2.1 Grundsätze und Entwurfsziele UHFB wird zur Ertüchtigung von Stahlbeton eingesetzt, indem eine typischerweise 25 bis 80 mm dicke UHFB- Schicht monolithisch mit dem Stahlbetonquerschnitt verbunden wird, um die Projektanforderungen zu erfüllen (Abb. 1). Bei Stahlbetonbrücken wird die UHFB-Schicht üblicherweise auf die Oberfläche der Fahrbahnplatte aufgebracht. Der Betonuntergrund wird zunächst mittels Wasserhöchstdruckstrahlen vorbereitet, wobei der schadhafte Beton entfernt wird. Vor dem Einbringen des Frisch-UHFB muss die aufgeraute Betonoberfläche feucht gehalten werden, um den chemischen Adhäsionsverbund der UHFB-Schicht auf dem Betonuntergrund sicherzustellen. Dadurch wird das erforderliche monolithische Verbundverhalten des mit UHFB ertüchtigten Stahlbetonbauteils erreicht. a) b) Abb. 1. Grundkonfigurationen von UHFB-Stahlbeton- Verbundbauteilen mit (a) Schutzfunktion und Erhöhung der Bauteilsteifigkeit, sowie (b) Schutzfunktion und Erhöhung des Tragwiderstands. Je nach Tragwerkskonfiguration ermöglicht die mit Stabbewehrung versehene UHFB-Schicht gleichzeitig eine Erhöhung des Tragwiderstands hinsichtlich Biegung, Querkraft und Ermüdung von Fahrbahnplatten und Trägern. Diese strukturelle Verstärkung erstreckt sich über die gesamte Fahrbahnplatte, womit die UHFB-Schicht auch eine robuste Abdichtung gewährleistet, welche den Stahlbeton vor direktem Kontakt mit Wasser und Chloriden schützt. Die Herstellung von UHFB-Stahlbeton-Verbundbauteilen führt aufgrund der Schwindvorgänge und der Temperaturentwicklung während der Hydratation des UHFB zu bedeutenden Dehnungen in der UHFB-Schicht. Dank 108 7. Brückenkolloquium - September 2026 Erfahrungen mit der UHFB-Ertüchtigung von Brücken in der Schweiz der Verformungsfähigkeit des UHFB mit Verfestigungsverhalten (strain-hardening) werden diese Eigenspannungen, zusammen mit den Spannungen aus auf das Tragwerk einwirkende Lasten, durch lokale Verformungen im UHFB aufgenommen. Diese im frühen Alter eingebauten Spannungen bauen sich nach etwa 100 Tagen infolge des Zugkriechens des UHFB wieder ab. UHFB, der im Verfestigungsbereich gedehnt ist, bildet fein verteilte Mikrorisse in der Matrix, sogenannte Diskontinuitäten, welche die Wasserdichtigkeit der UHFB- Schicht nicht beeinträchtigen. Zur Sicherstellung der Wasserdichtigkeit wird rechnerisch nachgewiesen, dass die Zugdehnung des UHFB im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit kleiner als 0,1 % ist. Die wesentlichen Grundlagen des Tragverhaltens von Stahl-UHFB - Stahlbeton Verbundbauteilen sowie die dazu erforderlichen Materialeigenschaften des UHFB sind für praktisch tätige Ingenieurinnen und Ingenieure in [1] zusammengefasst. 2.2 Entwurfskonzepte für die UHFB-Ertüchtigung von Stahlbetonbrücken Die folgenden Entwurfskonzepte ermöglichen eine Erhöhung des Tragwiderstands von mit Stahl-UHFB ertüchtigten Stahlbetonbrückenbauwerken. Projektziel 1: Wiederherstellung und Erhöhung des Tragwiderstands von Fahrbahnplatten Brückenfahrbahnplatten und ihre Randborde sind hohen Radlasten sowie dem Angriff von Wasser und Chloriden ausgesetzt. Entsprechend besteht ein großer Bedarf an Maßnahmen zur Wiederherstellung und Erhöhung ihrer Tragfähigkeit. Abbildung 2 zeigt das Grundprinzip der Verstärkung von Fahrbahnplatten durch das Auf bringen einer Stahl- UHFB-Schicht auf die bestehende Platte. Fahrbahnplatten tragen Lasten hauptsächlich in Querrichtung. Dementsprechend wird zwischen dem Feldbereich mit positiven Biegemomenten und dem Stützbereich über Stegen oder Kastenträgern mit negativen Biegemomenten unterschieden. Abb. 2. Prinzip zur Erhöhung des Tragwiderstands einer Stahlbeton-Fahrbahnplatte mittels einer Stahl- UHFB-Schicht. Das Hauptziel besteht darin, den Biegetragwiderstand im Bereich negativer Momente wesentlich zu erhöhen durch den Einbau eines starken Stahl-UHFB-Zuggurts. Dadurch wird gemäß Plastizitätstheorie eine Umlagerung der Momente vom Feldbereich in den Stützbereich im Grenzzustand der Tragfähigkeit (ULS) ermöglicht. Die UHFB-Schicht im Druckbereich der positiven Momente führt ebenfalls zu einer Erhöhung des Biegewiderstands, allerdings in geringerem Ausmaß. Der Stahl-UHFB-Zuggurt muss durch eine entsprechend leistungsfähige Druckzone im Beton ausgeglichen werden. Um das Gleichgewicht von Zug- und Druckkräften im Biegequerschnitt sicherzustellen, wird die tatsächliche Druckfestigkeit des Betons ausgenutzt, welche während der meist mehrere Jahrzehnte dauernden Nutzungszeit einer Brücke in der Regel deutlich zugenommen hat (typischerweise um 20 bis 50 % gegenüber der 28-Tage-Druckfestigkeit). Diese bekannte zeitabhängige Festigkeitszunahme wird mithilfe analytischer Ansätze aus Literatur und Normen abgeschätzt und zusätzlich durch zerstörungsfreie Prüfungen am Bauwerk verifiziert. In der Regel kann dadurch auf eine Verstärkung der Druckzone im Bereich negativer Momente verzichtet werden. Durch die Ausbildung eines Stahl-UHFB-Zuggurts wird zugleich der Querkraftwiderstand im Bereich negativer Momente deutlich erhöht, sodass der Nachweis einer ausreichenden Querkrafttragfähigkeit meist erbracht werden kann. Zudem steigert die Stahl-UHFB-Verstärkungsschicht die Steifigkeit der Fahrbahnplatte wesentlich, wodurch die Ermüdungsbeanspruchung der Bewehrungsstäbe und des Betons im ursprünglichen Stahlbetonbauteil reduziert wird. Der Ermüdungsnachweis ist daher in der Regel erfüllt. Projektziel 2: Erhöhung des Tragwiderstands von Brückenträgern Der gezielte Einsatz eines Stahl-UHFB Zuggurts ermöglicht eine erhebliche Steigerung der Tragfähigkeit von Brückenträgern in Längsrichtung, ohne das Eigengewicht des Bauwerks wesentlich zu erhöhen. Darüber hinaus kann auch eine Änderung des statischen Systems sehr wirksam sein. Nachfolgend werden zwei Grundprinzipien beschrieben. Bei statisch unbestimmten Systemen wie Durchlaufträgern wird der Biegetragwiderstand im Bereich negativer Momente durch den Einbau eines kräftigen Stahl-UHFB Zuggurts stark erhöht. Dadurch wird - analog zum Konzept für Fahrbahnplatten - eine plastische Momentenumlagerung vom Feldbereich in die Stützbereiche im Grenzzustand der Tragfähigkeit ermöglicht (Abb. 3). Abb. 3. Prinzip zur Erhöhung des Tragwiderstands durchlaufender Stahlbeton-Brückenträger mittels einer Stahl-UHFB-Schicht durch Einbau eines starken Stahl- UHFB Zuggurts im Bereich der Stützmomente. 7. Brückenkolloquium - September 2026 109 Erfahrungen mit der UHFB-Ertüchtigung von Brücken in der Schweiz Diese Umlagerung von Biegemomenten ist nur möglich, wenn die verstärkten Biegequerschnitte ausreichend duktil sind, was rechnerisch nachgewiesen wird. Hierfür sind häufig nichtlineare Finite-Elemente-Berechnungen hilfreich, wenn die empirischen Regeln der Normen nicht erfüllt werden können. Bei typischen Durchlaufträgern und Kastenträgern mit Spannweiten bis etwa 50 m ist der Verstärkungsbedarf oft hoch. Die Dicke der UHFB-Schicht kann dann auf 100 bis 150 mm anwachsen und zwei Lagen von Bewehrungsstäben großer Durchmesser enthalten. Dieses Prinzip ist insofern effizient, als sich die Tragfähigkeit typischerweise um 15 bis 30 % erhöhen lässt. Auf diese Weise können beispielsweise selbst schwere Schäden wie das Versagen von Spannkabeln infolge Korrosion durch die Stahl-UHFB-Schicht kompensiert werden, ohne zusätzliche Spannglieder einbauen zu müssen. Im Feldbereich eines Durchlaufträgers führt die unter Druck stehende Stahl-UHFB-Schicht lediglich zu einer vergleichsweise geringen Erhöhung des Biegetragwiderstands von etwa 10 %. Ein zusätzlicher Verstärkungsbedarf der Zugzone an der Unterseite von Einfeld- oder Durchlaufträgern kann beispielsweise durch aufgeklebte CFK-Lamellen oder durch das Anbringen von Stahl- UHFB am Untergurt abgedeckt werden. Projektziel 3: Kraftschlüssiges Schließen von Dilatationsfugen mit Schaffung statisch unbestimmter Tragwerke Bei bestehenden Stahlbetonbrücken mit kurzen bis mittleren Spannweiten und Gesamtlängen bis etwa 80 m können sämtliche Dilatationsfugen durch kraftschlüssigen Verschluss mittels UHFB beseitigt werden. Ziel ist die Schaffung statisch unbestimmter Tragwerkssysteme mit erhöhter Steifigkeit und Tragfähigkeit. So können beispielsweise Brücken aus einer Reihe von Einfeldträgern im Auflagerbereich mit Stahl-UHFB monolithisch verbunden und dadurch in ein Durchlaufträgersystem umgewandelt werden, das nach dem Konzept des Projektziels 2 bemessen wird. Abbildung 4 zeigt das Konzept des Fugenverschlusses im Widerlagerbereich einer Einfeldbrücke. Bei widerlagerartigen Stützen mit großen Abmessungen entsteht eine Halbrahmenkonstruktion. Abb. 4. Prinzip des UHFB-Fugenverschlusses in den Widerlagerbereichen einer Einfeldbrücke zur Ausbildung eines Halbrahmens. Durch die Umgestaltung der Trägerendbereiche zu Rahmenecken werden die Biegemomente vom Feldbereich in die Rahmenecken umgelagert. Durch die Ausbildung eines Stahl-UHFB Zuggurts in den Widerlagerzonen sowie einer durchgehenden UHFB-Schicht über die gesamte Fahrbahnplatte werden die Dilatationsfugen und -vorrichtungen eliminiert, und der Stahlbeton ist vor dem Kontakt mit Wasser und Tausalzen geschützt. Abbildung 5 zeigt die Ausbildung eines semi-integralen Widerlagers mittels einer Stahl-UHFB-Verbindung zwischen der Brückenfahrbahnplatte und der Übergangsplatte. Dadurch wird der Brückenendbereich abgedichtet und die Dilatationsfuge mit der Dilatationsvorrichtung beseitigt. Das Tragverhalten der modifizierten Widerlager wird unter Anwendung von Erkenntnissen aus dem Bereich integraler Stahlbetonbrücken sorgfältig untersucht. Abb. 5. Prinzip der Herstellung eines semi-integralen Widerlagers mittels einer Stahl-UHFB-Verbindung zwischen der Brückenfahrbahnplatte und der Schleppplatte. Durch die Ausbildung kraftschlüssiger UHFB-Verbindungen wird das bestehende Tragwerk versteift, wodurch sich auch der Tragwiderstand erhöht. Selbstverständlich müssen die Spannungen im gesamten verstärkten Bauwerk und insbesondere in den durch UHFB verbundenen Bereichen detailliert analysiert werden. Ebenso ist der Kraftfluss im veränderten Tragwerk sorgfältig zu überprüfen. Bei bestehenden Brücken werden die anzusetzenden Verformungen in der Regel hauptsächlich durch Temperaturänderungen verursacht, da Verformungen infolge Schwindens und Kriechens des bestehenden Betons oft vernachlässigbar sind. 3. Zwei Anwendungsbeispiele 3.1 Riddes Viadukt Das 1,2 km lange, 4-spurige Straßenviadukt besteht aus zwei parallel verlaufenden, durchlaufenden Kastenträgern aus Spannbeton und führt seit 1976 über eine Eisenbahnlinie, eine Autobahn und den Rhone-Fluss nahe des Dorfs Riddes in der Schweiz. Nach 40 Jahren Nutzungsdauer bot die Spannbetonkonstruktion eine Vielzahl der für Stahlbeton üblichen Schäden und Mängel: 1) Korrosion von Spanngliedern mit einzelnen Drahtbrüchen, 2) Korrosion von Betonstahlbewehrungen vor allem im Bereich der Fahrbahnplatte, 3) Betonschäden infolge Alkali-Aggregat-Reaktion, und 4) ungenügende rechnerische Tragsicherheit, vor allem bezüglich des Biegetragwiderstands des Kastenträgers und der Fahrbahnplatte. 110 7. Brückenkolloquium - September 2026 Erfahrungen mit der UHFB-Ertüchtigung von Brücken in der Schweiz Als sichernde Sofortmaßnahme musste das Viadukt im Sommer 2019 für Lastwagen gesperrt werden. Um die Funktionstüchtigkeit und die Nutzung des Viadukts in möglichst kurzer Zeit wiederherzustellen, bot sich die Instandsetzung und Verstärkung des Brückentragwerks in Spannbeton mit Hilfe der UHFB-Technologie an. Abb. 6. Der insgesamt 1.2km lange Straßenviadukt von 1976 ist als durchlaufender Zwillings-Kastenträger aus Spannbeton gebaut. Der rechte Bildteil zeigt die automatisierte UHFB-Fertigmischanlage. (Foto: E. Brühwiler 11. Juni 2021) Das Ziel der Erhaltungsmaßnahmen bestand darin, den Biegetragwiderstand des Kastenträgers zu erhöhen, um folgende, aufgrund des Bauwerkszustands angenommene und zu erwartende Verluste des Tragwiderstands zu kompensieren: (1) Verlust von 1/ 6 der Vorspannung, (2) 30 % Reduktion der Betondruckfestigkeit infolge AAR und (3) lokale Schäden der Fahrbahnplatte. Zusätzlich musste die UHFB-Verstärkung auch die Anforderungen des heute geltenden Straßenlastmodels abdecken. Schließlich waren auch eine Erdbebenertüchtigung sowie eine Erneuerung von Ausrüstungsteilen (Brückenlager, Dilatationsvorrichtungen, Leitschranken) notwendig. Das Maßnahmenkonzept basierte auf den Projektzielen 1 und 2 gemäß Kapitel 2.2. Die Vorbemessung erfolgte nach [1, 2] und das Ausführungsprojekt wurde mit einer nicht-linearen FE-Analyse detailliert untersucht und nachgewiesen. Die UHFB-Arbeiten wurden vom Mai bis Oktober 2021 ausgeführt (Abbildungen 6 bis 8). Im November 2021 konnte das Viadukt ohne Lastbeschränkung wieder dem Straßenverkehr übergeben werden. Zur Überwachung der weiteren Entwicklung der AAR-Schädigung wurde ein gezieltes Monitoring installiert. neben dem Viadukt. Abb. 7. Maschineller Einbau der 50 mm (im Feldbereich) und 80 mm (im Stützbereich) starken UHFB- Schicht auf der Fahrbahnplatte des Kastenträgers. Insgesamt wurde eine Fläche von 24‘000 m² Fahrbahnplatte mit UHFB beschichtet. Die Einbaumaschine ist ein massiver Vibrierbalken, welcher den zähflüssigen thixotropen Frisch-UHFB mit Gefälleeignung mit der erforderlichen Präzision einbringt. (Foto: E. Brühwiler 11. Juni 2021) Abb. 8. Der mit Höchstdruckwasser vorbereitete Betonuntergrund muss mattfeucht sein, weshalb er kurz vor dem UHFB-Einbau nochmals befeuchtet wird (siehe Bildteil rechts). Der eingebaute UHFB muss sofort nachbehandelt werden mit einem Curing-Mittel (siehe Bildteil links) und einer Abdeckung mit einer Plastikfolie. (Foto: E. Brühwiler 11. Juni 2021) Die Gesamtkosten von umgerechnet 22 Millionen Euro für die Ertüchtigung des Spannbetonviadukts waren etwa 3bis 4-mal geringer als die geschätzten Kosten einer „Abriss-Ersatzneubau“ Variante. Von diesen Kosten betrafen etwa 35 % die UHFB-Arbeiten, in denen die UHFB-Baustoffkosten zu etwa 1/ 3 enthalten sind. An der UHFB-Ausführung Beteiligte: Bundesamt für Strassen (ASTRA) und Kanton Wallis (Bauherrschaft); Ingphi Ingenieure Lausanne (Ausführungsprojekt und Bauleitung); Walo Bertschinger AG (UHFB-Arbeiten); Ciments Vigier SA (UHFB-Lieferant). 3.2 Illas Bogenbrücke Die Illas-Brücke ist eine Bogenbrücke aus Stahlbeton mit einer Bogenspannweite von 82,8m mit aufgeständerter Fahrbahn eine Gesamtlänge von 129,3m (Abb. 9). Die im Grundriss gerade Brücke überspannt eine 120m tiefe Schlucht in Stalden (Kanton Wallis) in der Schweiz und 7. Brückenkolloquium - September 2026 111 Erfahrungen mit der UHFB-Ertüchtigung von Brücken in der Schweiz wurde 1959 für Straßen- und Fußgängerverkehr in Betrieb genommen. Nachdem die Stahlbetonkonstruktion bereits vor 30 Jahren instandgesetzt wurde, zeigen sich wiederum die für die Stahlbetonbauweise üblichen Schäden in Form von Korrosion von Betonstahlbewehrungen vor allem im Bereich der Fahrbahnplatte. Glücklicherweise war das Schadensbild infolge Alkali-Aggregat-Reaktion noch unkritisch. Zudem bestand ein rechnerischer Bedarf zur Verstärkung der Fahrbahnplatte und die beidseitig auskragenden Gehwegbereiche wurden geringfügig verbreitert. An den beiden Brückenenden waren die Dilatationsvorrichtungen undicht, was zu entsprechenden Schäden im Widerlagerbereich geführt hat. Abb. 9. Ansicht der Bogenbrücke vor der UHFB-Ertüchtigung (Foto: E. Brühwiler, 2019). Zur Behebung dieser Schäden und Mängel erwies sich die UHFB-Technologie als die technisch effizienteste und kostengünstigste Variante. Dabei wird das in Kapitel 2.2 erwähnte Prinzip der Instandsetzung, Verstärkung und Abdichtung der Fahrbahnplatte umgesetzt. Zudem wurden die beiden ursprünglichen Dilatationsvorrichtungen an den Brückenenden aufgehoben, indem die Widerlager mit Hilfe eines neuen, massiven UHFB-Beton Bauteils in eine semi-integrale Konstruktion gemäß dem Prinzip der Abbildung 5 umgebaut werden. Dadurch konnten Baukosten (für Dilatationsvorrichtungen) eingespart und der große Aufwand für den Unterhalt von Dilatationsfugen vermieden werden. Die UHFB-Verstärkung der Fahrbahnplatte erfüllt die Anforderungen des heute geltenden Straßenlastmodels. Die Vorbemessung der UHFB-Verstärkung erfolgte nach den einfachen analytischen Modellen. Das Ausführungsprojekt wurde mit einer nicht-linearen FE-Analyse detailliert untersucht und nachgewiesen, insbesondere das Tragverhalten der neuen semi-integralen Widerlager infolge der Temperaturbewegungen der rund 130m langen Fahrbahnplatte. Die UHFB-Arbeiten wurden im Monat Juni 2024 ausgeführt (Bild 10). Abb. 10. Einbau des Frisch-UHFB auf der Straßenfläche (Foto: E. Brühwiler, 18. Juni 2024) und danach auf den seitlichen Gehwegflächen. An der UHFB-Ausführung Beteiligte: Kanton Wallis (Bauherrschaft); Sollertia und SBP Ingenieure Monthey und Raron (Ausführungsprojekt und Bauleitung); Walo Bertschinger AG (UHFB-Arbeiten); Holcim AG (UHFB- Lieferant). 4. Bilanzierung der ausgeführten UHFB- Anwendungen in der Schweiz 4.1 Datenbank Der Baustoff UHFB wird in der Schweiz seit dem Jahr 2004 verbaut. Ende 2018 haben der Schreibende und sein Team eine Datenbank und Internetseite eröffnet, um die ausgeführten UHFB-Projekte aufzulisten mit dem Ziel, einen Überblick über die Implementierung der neuen UHFB- Technologie in der Schweizer Baupraxis zu gewinnen. Diese Datenbank wurde so umfassend wie möglich erfasst. Jedoch darf nicht davon ausgegangen werden, dass die Datenbank vollständig ist. Während der Autor bis etwa 2016 in allen UHFB-Projekten mehr oder weniger stark involviert war und somit die entsprechenden Daten für diese Zeitspanne vollständig sein dürften, hing die Vollständigkeit der Datenbank danach davon ab, ob die jeweiligen Projektverantwortlichen von der Existenz der Datenbank Kenntnis hatten und die projektspezifischen Angaben auch meldeten. Ab 2022 konnte aus logistischen und organisatorischen Gründen die Datenbank nicht mehr im gewünschten Ausmaß gepflegt werden, sodass davon auszugehen ist, dass eine beträchtliche Anzahl der in den letzten beiden Jahren ausgeführten UHFB-Projekte nicht in die hier ausgewertete Datenbank aufgenommen wurden. Dennoch soll nachstehend die Datenbank mit insgesamt 374 eingetragenen, ausgeführten UHFB-Projekten in der Schweiz ausgewertet werden. Obwohl davon ausgegangen werden darf, dass per Sommer 2026 deutlich mehr als 400 UHFB-Anwendungen ausgeführt worden sind, dürfte die Bilanzierung der vorliegenden Datenbank dennoch ein repräsentatives Bild der UHFB-Anwendungen in der Schweiz reflektieren. 112 7. Brückenkolloquium - September 2026 Erfahrungen mit der UHFB-Ertüchtigung von Brücken in der Schweiz 4.2 Auswertung der Datenbank Von den 374 ausgewerteten Anwendungen betreffen nur 24 (oder 6,4 %) den Neubau. Die dominierende Anzahl Anwendungen von 350 Projekten (oder 93,6 %) betrifft die Ertüchtigung von schad- und mangelhaften Bauwerken aus Stahlbeton, vor allem Stahlbetonbrücken. Bei 102 (27,3 %) ausgeführten UHFB-Projekten wurden pro Projekt mehr als 20m 3 UHFB verbaut, bei 31 Projekten (8,3 %) waren es mehr als 100m 3 , bei 16 Projekten (4,3 %) mehr als 200m 3 und bei 3 Großprojekten (0,8 %) wurden mehr als 1‘000m 3 UHFB verbaut. Bei den meisten UHFB-Anwendungen (59 %) handelt es sich - wie der Brückenpopulation erwartet - um relative kleine Bauwerke, bei denen weniger als 20m 3 UHFB verbaut wurden. Die Aufteilung der Anwendungen auf die Bauwerksarten in Tabelle 1 zeigt, dass die große Mehrzahl der UHFB-Anwendungen Straßenbrücken betreffen, gefolgt von Gebäuden, Bahnbrücken und Fußgängerbrücken mit ähnlichen Anteilen. 10 % aller UHFB-Anwendungen betreffen spezielle Projekte für Bauwerke des Wasserbaus, von Wasserkraftanlagen, Industrieböden, Behälter sowie den Straßenbau (Bushaltestellen) und Bahnwegbau. Tab. 1. UHFB-Anwendungen aufgeteilt in Bauwerksarten. Bauwerksart Anzahl ausgeführte UHFB-Projekte absolut prozentual Strassenbrücken 214 57 % Bahnbrücken 45 12 % Fussgängerbrücken 23 6 % Gebäude 54 15 % Andere Anwendungen 39 10 % Total: 374 100 % Die UHFB-Anwendungen zur Ertüchtigung von bestehenden Stahlbetonbauwerken betreffen in 62 % der Fälle Abdichtungen von Platten v.a. von Brücken, aber auch von Industrie- und Hochbauten. Bei 30 % der Projekte handelt es sich um Verstärkungen (meistens kombiniert mit der Abdichtungsfunktion) von Fahrbahnplatten und Trägern von Brücken sowie des Hochbaus mit dem Ziel, den Biege-, Querkraft- und Durchstanz-Tragwiderstand sowie den Ermüdungswiderstand zu erhöhen, teilweise um mehr als 25 %, gemäß Konzepten in Kapitel 2.2. 8 % der UHFB-Beschichtungen von Stahlbetonbauteilen betreffen spezielle Anwendungen, welche die UHFB- Eigenschaften wie hoher Abrasions-Widerstand (Bauwerke des Wasserbaus und von Wasserkraftanlagen), hohe Beständigkeit gegenüber aggressiven Flüssigkeiten und neuartige Methoden der Oberflächenbearbeitung (Industrieböden, Bushaltestellen) ausnutzen. Auf der Zeitschiene lassen sich drei Phasen der Implementierung der UHFB-Technologie in die Baupraxis erkennen (Abb. 11): Abb. 11. UHFB-Anwendungen auf der Zeitschiene mit Aufteilung in drei Phasen. 1: Pilotphase: Die ersten rund 10 Jahre kann als Phase der Pilotanwendungen bezeichnet werden. In dieser Phase wurden insgesamt nur 25 Anwendungen ausgeführt, in der Regel 1-2 Anwendungen pro Jahr, wobei das Jahr 2009 mit 9 Anwendungen eine Ausnahme darstellt, welche die darauffolgende Phase bereits ankündigte. In dieser ersten Phase wurde die UHFB-Technologie nach dem 1-Schritt-Vorgehen eingeführt, d. h. mit jeder neuen Pilotanwendung wurde, basierend auf den vorhergehenden Erfahrungen, nur ein zusätzlicher, neuer Aspekt angefügt und umgesetzt. Dadurch konnte das Risiko von Misserfolgen, die in dieser ersten Phase fatal gewesen wären, gut beherrschbar und somit klein gehalten werden. Dieses Vorgehen hat sich bewährt, denn es kam zu keinem Misserfolg, und gewisse Imperfektionen der Ausführung hielten sich im annehmbaren Rahmen oder konnten behoben werden. In dieser Phase war der Autor in allen Projekten involviert, in der Regel vom Konzept bis zur Qualitätssicherung auf der Baustelle. 2: Konsolidierungsphase: Während den 5 Jahren von 2013 - 2017 wurde die UHFB-Technologie konsolidiert und optimiert bei durchschnittlich etwa 20 Anwendungen pro Jahr. Die Optimierungen betrafen insbesondere die Baulogistik und die Gerätschaft für den Einbau des UHFB auf der Baustelle. Für die bisher größte Anwendung, die Ertüchtigung der 2,1km langen Chillon-Autobahnviadukte in den Jahren 2014/ 15 mussten neue Lösungen gefunden werden für die Herstellung großer Mengen von Frisch-UHFB auf der Baustelle und den maschinellen Einbau auf insgesamt 45‘000 m 2 Brückenplattenflächen in relativ kurzer Zeit. Diese Phase diente auch dazu, ein Regelwerk unter Einpflegung der bisherigen Praxiserfahrungen zu erarbeiten und anfangs 2016 zu veröffentlichen [2]. In dieser Phase haben nicht nur alle großen Schweizer Baufirmen, sondern auch zahlreiche kleine Baufirmen, die UHFB- Technologie ausgeführt. Bei den meisten, wichtigen Anwendungen war der Autor als Fachplaner und Berater involviert. 3: Phase der Regelbauweise: Ab 2018 ist der positive Einfluss der Einführung des Schweizer UHFB Regelwerks SIA 2052 in der Baupraxis erkennbar, denn seither wurden etwa 45 Anwendungen pro Jahr ausgeführt. Auf Sei- 7. Brückenkolloquium - September 2026 113 Erfahrungen mit der UHFB-Ertüchtigung von Brücken in der Schweiz ten der Planer sind es nun nicht mehr nur die innovativen Ingenieurbüros, sondern auch die Normumsetzer, welche, in vielen Fällen auf „Wunsch“ der Auftraggebenden Bauwerkseigentümer, die UHFB-Technologie in ihren Projekten umsetzten. In der Baupraxis hat sich ein UHFB-Markt entwickelt, indem bei Ausschreibungen mehrere, sich konkurrenzierende Offerten von hoher Qualität angeboten und danach auch im Rahmen des Angebots ausgeführt wurden. In dieser Phase hat der Schreibende zahlreiche Projekte mitbestimmt und begleitet, konnte jedoch nicht mehr von allen Projekten Kenntnis nehmen. Aktuell dürften in der Schweiz mehr als 50 UHFB-Anwendungen pro Jahr in Ausführung sein. Aufgrund dieser großen Anzahl von Ausführungen wurde die systematische Weiterführung der Datenbank schwierig. Mit Abnahme der Zuverlässigkeit der Datenbank nimmt auch die Relevanz der Datenbank ab. 5. Aspekte der Nachhaltigkeit UHFB besteht im Wesentlichen aus Stahl und Zement und könnte auch als «zementgebundener Stahl» bezeichnet werden. Folglich sind der Energieaufwand und CO 2 - Ausstoss pro kg UHFB im Vergleich zu anderen Baustoffen sehr hoch. Dennoch werden die Prinzipien der Nachhaltigkeit durch den gezielten Einsatz von UHFB sehr gut eingehalten. Denn UHFB ist ein Hochleistungsbaustoff, mit welchem die geforderte technische Leistungsfähigkeit von bestehenden Bauwerken mit vergleichsweise geringen Materialmengen, d. h. relativ dünnen UHFB-Schichtstärken, erreicht oder gar wesentlich gesteigert werden kann. Bei der Ertüchtigung bestehender Stahlbetonbauwerke wird das Tragwerk mit Stahl-UHFB derart instandgesetzt, verstärkt und vor Umwelteinflüssen (Wasser, Tausalzen) geschützt, sodass die bestehenden Bauwerke für eine nächste lange Nutzungsdauer genügen unter Erfüllung der in Zukunft geltenden Nutzungsanforderungen werden. Die UHFB-ertüchtigte Bauwerke können aus technischer Sicht gar als neuwertig bewertet werden, da sie gleichen Normlasten wie Neubauten tragen können, und die Dauerhaftigkeit ist sogar besser als bei traditionellem Stahlbeton, weil durch die UHFB-Ertüchtigung der bestehende Stahlbeton nicht mehr in Kontakt mit Wasser und Chloridionen kommen kann. Durch die UHFB-Ertüchtigung der bestehenden Bauwerke werden die bereits bei der Erstellung verbauten Materialressourcen, unter Einsatz einer vergleichsweise geringen UHFB-Menge, während einer sehr langen, weiteren Dauer genutzt. Die bestehende Bausubstanz wird dabei als wertvolle Ressource verstanden und mit dem gezielten Einsatz von UHFB aufgewertet. Zudem ist das Ertüchtigen bestehender Bauwerke mit Hilfe von UHFB deutlich baukostengünstiger als das „Abriss-Ersatzneubauen“, das gerade in Deutschland der Regelfall zu sein scheint. Schließlich werden dank der UHFB-Technologie auch die baukulturellen Werte bestehender Stahlbetonbauwerke erhalten, beispielsweise die in Kap. 3.2 beschriebene Illas-Brücke des berühmten Schweizer Ingenieurs Alexandre Sarrasin, der in der Westschweiz im 20. Jahrhundert den Stahlbetonbau stark geprägt hatte. Die Illas-Brücke weist auch hohe ästhetische Qualitäten und einen hohen Situationswert auf, die nun dank des sanften, kaum sichtbaren UHFB-Eingriffs erhalten bleiben. 6. Folgerungen Mit dem zementgebundenen Ultra-Hochleistungs-Faserverbund-Baustoff UHFB steht ein neuartiger Baustoff zur Verfügung, der die Hochleistungsbaustoffe Zement und Stahl effizient kombiniert und sich dank seiner hohen mechanischen Festigkeit und Dauerhaftigkeit insbesondere für den Einsatz bei Infrastrukturbauwerken eignet. Bestehende Stahlbetonbrücken werden mit Hilfe von UHFB technisch effizient und kostengünstig sowie klimaschonend und nachhaltig instandgesetzt, verstärkt und im Hinblick auf eine lange Nutzungsdauer ertüchtigt. Die Erfahrungen in der Schweiz aus mehreren Hundert Anwendungen bieten eine solide Grundlage, um die Technologie auch in anderen Ländern anzuwenden. Dadurch könnten viele Stahlbetonbauten erhalten bleiben. Die drei wesentlichen Erkenntnisse, die aus den Erfahrungen bei der Umsetzung der UHFB-Bauweise „von der Idee übers Labor in die Praxis“ seit 2004 gezogen werden können, sind in [3] beschrieben. Die Erneuerung von Stahlbetonbrücken mit Hilfe von UHFB ist hinsichtlich der Nachhaltigkeit von Bauwerken bedeutend, da bereits verbaute und genutzte Baustoff-Ressourcen weiterverwendet werden. Dies ist im Sinne eines haushälterischen Umgangs mit Ressourcen und einem respektvollen Umgang mit den von unseren Vorgängern erstellten Bauwerken nicht nur sinnvoll, sondern auch aus Kostengründen notwendig. 7. Ausblick: UHFB-Ertüchtigung außerhalb der Schweiz Die zahlreichen UHFB-Anwendungen in der Schweiz stellen, bezogen auf die Größe des Landes, die weltweit größte Dichte von UHFB-Anwendungen dar. Die im Ausland oft als „Swiss UHPFRC Method“ bezeichnete Methode der Ertüchtigung bestehender Stahlbetonbrücken mit Hilfe von UHFB wird seit wenigen Jahren nun auch außerhalb der Schweiz eingesetzt, in mehreren Fällen unter Anleitung und Beratung durch den Autor und/ oder durch Schweizer Baufirmen: - Im Jahr 2014 wurde in Japan die Methode erstmals zur Ertüchtigung einer Straßenbrücke angewendet. In China gibt es erste Anwendungen seit 2016. - In Europa wurde die UHFB-Methode in Frankreich in den Jahren 2021-23 auf zwei Autobahnbrücken von 100m und 500m Länge sowie in Einzelfällen in der Tschechei, Belgien, Österreich und Deutschland ausgeführt. - In den USA kam es 2016 zu einer ersten Pilotanwendung, und nach einigen Jahren der „Skepsis“ wird heu- 114 7. Brückenkolloquium - September 2026 Erfahrungen mit der UHFB-Ertüchtigung von Brücken in der Schweiz te in den USA die UHFB-Ertüchtigung von Brücken vermehrt angewendet. Der bisherige Höhepunkt ist die UHFB-Ertüchtigung der Fahrbahnplatte der 3‘290m langen Delaware Memorial Bridge, eine Hängebrücke des Schweizer Ingenieurs Othmar Ammann von 1951, die 2023/ 24 mit Schweizer UHFB-Technologie und Know-how ertüchtigt wurde. - Weitere Länder wie z. B. Indien haben kürzlich Pilotanwendungen ausgeführt. Andere Länder bereiten erste Anwendungen vor. Bei der Umsetzung der Swiss UHPFRC Method im Ausland genießen die Schweizer UHFB-Regelwerke eine gewisse Popularität. Beispielsweise wurde die SIA 2052 in Teilen oder vollständig in mehrere Sprachen übersetzt. Dank Die Entwicklung und Umsetzung der UHFB-Technologie in der Schweiz ist das Ergebnis einer konstruktiven und zukunftsgerichteten Zusammenarbeit zahlreicher Personen aus Forschung, Baupraxis und Bauwerkseigentümerschaften [4-6]. Der Autor dankt allen Personen, die zum Erfolg der UHFB-Bauweise sowohl zur Ertüchtigung bestehender Bauwerke als auch für den Neubau beigetragen haben. Diese Personen zeichnen sich durch Weitsicht, Innovationskraft und ein starkes Engagement für das Neue aus. Literatur [1] ASTRA Dokumentation 8202231 (2023), «UHFB für die Erhaltung und den Bau von Kunstbauten», Bundesamt für Strassen, (Autor: E.Brühwiler) https: / / www.astra.admin.ch/ dam/ astra/ de/ dokumente/ standards_fuer_nationalstrassen/ ast-ra_82022_uhfb_fuer_die_erhaltung_und_den_ bau_von_kunstbauten.pdf.download.pdf/ 82022d. pdf [2] Technische Spezifikation SIA 2052 (2026) UHFB: Baustoffe, Bemessung und Ausführung, Schweizer Ingenieur- und Architektenverein SIA, Zürich. (früher: Merkblatt SIA 2052 (2016)) [3] Brühwiler, E. (2022) Erneuerung von Stahlbetonbrücken mithilfe von UHFB, Beton- und Stahlbetonbau, Vol. 117, Heft 9, S. 720-732. https: / / doi. org/ 10.1002/ best.202200041 [4] Habel, K., Denarié, E., Brühwiler, E. (2005) Bauteile aus ultrahochleistungsfähigem Faserbeton (UHPFRC) und traditionellem Stahlbeton - Eine innovative Lösung zur Instandsetzung und Veränderung bestehender Betonbauten, Beton- und Stahlbetonbau 100, Heft 2, S. 124-131. [5] Oesterlee, C., Brühwiler, E., Denarié, E. (2009) Tragverhalten von Verbundbauteilen aus bewehrtem UHFB und Stahlbeton, Beton- und Stahlbetonbau, Nr. 104, Heft 8, pp. 462-470. [6] Brühwiler, E., Denarié, E. (2013) Stahl-UHFB - Stahlbeton Verbundbauweise zur Verstärkung von bestehenden Stahlbetonbauteilen mit Ultra-Hochleistungs-Faserbeton (UHFB), Beton- und Stahlbetonbau, Jahrgang 108, Heft 4, S.216-226.