Besonders betroffen sind ältere Stahlbrücken, die unter extremen Temperaturschwankungen und intensiveren Wetterereignissen wie Überschwemmungen leiden. Die Studie prognostiziert, dass bis 2050 etwa ein Viertel dieser Brücken zusammenbrechen könnte, wenn keine umfassenden Maßnahmen zur Instandhaltung und Anpassung an den Klimawandel ergriffen werden.
Ursachen: Hitze und Überschwemmungen
Brücken, die in den 1940er bis 1960er Jahren gebaut wurden, sind nicht für die heutigen Klimabedingungen ausgelegt. Diese Bauwerke wurden so konzipiert, dass sie die normalen saisonalen Temperaturschwankungen von Sommer zu Winter aushalten können. Doch die heutige Realität sieht anders aus: Extreme Hitzephasen, die durch den Klimawandel häufiger auftreten, bringen die Strukturen an ihre Grenzen. Stahl, das Hauptmaterial vieler Brücken, dehnt sich bei hohen Temperaturen stark aus und zieht sich bei Kälte wieder zusammen. Dieses ständige "Arbeiten" des Materials schwächt die Strukturen auf lange Sicht. Besonders gefährdet sind dabei die sogenannten Expansionselemente, die die verschiedenen Brückensegmente verbinden und dafür sorgen, dass die Brücke Bewegungen durch Temperaturschwankungen flexibel ausgleichen kann. Wenn diese Elemente durch Schmutz blockiert werden oder aufgrund der Hitzeausdehnung verklemmen, kann die Brücke nicht mehr flexibel auf die Belastung reagieren.
Zusätzlich zu den hohen Temperaturen kommt es häufiger zu schweren Überschwemmungen. Diese führen zu Brückenausspülungen – einer Erosion des Bodens um die Brückenfundamente herum, die die Stabilität erheblich beeinträchtigt. In den letzten Jahrzehnten haben Überschwemmungen immer wieder Brücken zerstört, was nicht nur enorme Kosten verursacht, sondern auch die Sicherheit und Funktionsfähigkeit des Verkehrsnetzes gefährdet.
Regionale Unterschiede in der Verwundbarkeit
Die Studie zeigt, dass die Verwundbarkeit der Brücken stark von ihrer geografischen Lage abhängt. Besonders gefährdet sind Brücken in den Regionen der Northern Rockies, den Great Plains und dem oberen Mittleren Westen. Diese Gebiete erleben besonders extreme Temperaturschwankungen, was zu einer schnelleren Materialermüdung führt. Hier steigen die Temperaturen im Sommer stärker an und fallen im Winter tiefer ab, was die Materialien stärker beansprucht. In den südöstlichen und nordöstlichen Regionen der USA, wo die Temperaturveränderungen weniger extrem sind, ist die Gefahr von Brückenschäden zwar ebenfalls vorhanden, jedoch weniger ausgeprägt.
Die Wissenschaftler warnen, dass ohne erhebliche Investitionen in die Wartung und den klimafesten Umbau viele Brücken innerhalb der nächsten Jahrzehnte versagen könnten. Ab 2040 wird es voraussichtlich eine deutliche Zunahme von Brückenschließungen und Notfallreparaturen geben. Der Grund dafür sind vor allem durch extreme Hitze verursachte Materialschäden sowie Überschwemmungen, die Fundamente unterspülen. Bis 2080 könnten fast 50 % der untersuchten Brücken so stark geschädigt sein, dass sie nicht mehr sicher genutzt werden können.
Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass viele der betroffenen Brücken bereits in einem schlechten Zustand sind, und die Ressourcen für Reparaturen begrenzt sind. Das bedeutet, dass die Priorisierung von Instandhaltungsmaßnahmen dringend überarbeitet werden muss. Der Schwerpunkt muss auf jenen Brücken liegen, die in Regionen mit den stärksten klimatischen Belastungen stehen. Die Forscher betonen, dass jede weitere Verzögerung zu deutlich höheren Kosten führen wird – nicht nur in finanzieller Hinsicht, sondern auch in Bezug auf die Sicherheit und Funktionalität des US-Verkehrsnetzes.
Widerstandsfähige Brücken für die Zukunft
Einige Bundesstaaten wie Colorado haben bereits begonnen, ihre Brücken und Straßen klimaresilienter zu gestalten. In der Studie wird die Notwendigkeit betont, Brücken aus robusteren Materialien zu bauen und die Konstruktionen so zu gestalten, dass sie extreme Temperaturen und Überschwemmungen besser überstehen können. Die Forscher empfehlen den Einsatz von Materialien, die weniger anfällig für Hitzeausdehnung sind, sowie den Bau tieferer Fundamente, um den Brückenausspülungen entgegenzuwirken.
Es braucht jedoch nicht nur neue Bauweisen, sondern auch eine kontinuierliche Wartung der bestehenden Brücken. Besonders wichtig ist die regelmäßige Reinigung und Überprüfung der Expansionselemente, um sicherzustellen, dass sie auch bei extremen Wetterbedingungen funktionstüchtig bleiben. Das langfristige Ziel muss es sein, klimafeste Standards für alle neuen Bauprojekte zu etablieren, um die Infrastruktur auf zukünftige klimatische Herausforderungen vorzubereiten.
In der Fotoshow zeigen wir Ihnen die Statistik zum Zustand der deutschen Brücken
Fazit
Der Klimawandel stellt eine der größten Herausforderungen für die US-Infrastruktur dar. Brücken, die einst für moderate Wetterbedingungen ausgelegt waren, geraten zunehmend unter Druck durch extreme Hitze und Überschwemmungen. Ohne sofortige und umfassende Maßnahmen droht ein massiver Verfall, der nicht nur die Sicherheit, sondern auch die wirtschaftliche Stabilität des Landes gefährdet. Die vollständige Studie bietet detaillierte Analysen und konkrete Vorschläge, wie die USA ihre Brücken auf eine zunehmend unvorhersehbare klimatische Zukunft vorbereiten können.
