Kreative Konstruktionen für schwebende Kuppel

Medien

Die Kosten des Umbaus trägt hauptsächlich das Ministerium für Bildung und Forschung (Ministère de l'Einseignement Supérieure et de la Recherche), Co-Financiers sind die Region Elsass, das Département Niederrhein (Bas-Rhin) sowie die Stadt Straßburg. Es wurde eine Bausumme von 61 Millionen € veranschlagt. Der Aufgabe stellt sich die ArGe aus Urban BTP (Illkirch) und Demathieu & Bard (www.demathieu-bard.fr), Niederlassung Duppigheim). Urban gehört zur Vinci-Gruppe mit über 160.000 Mitarbeitern (www.vinci.com/vinci.nsf/de/unternehmen.htm).

Der schwierigste Teil des Umbaus besteht in der Entkernung und Unterstützung des Mittelbaus, der von derweithin sichtbaren viereckigen Kuppel gekrönt wird. Ein Zugang von oben ist hier nicht möglich. Die Kuppel soll den Innenraum bis zum Boden des Erdgeschosses mit Tageslicht erhellen. Ohne ausreichend statische Unterstützung drohte die Kuppel allerdings in den Innenraum zu stürzen.

Zu den sehr beschränkten Bedingungen im Inneren des Gebäudes kommen die sehr beengten Platzverhältnisse auf dem Gelände selbst, denn dieses ist gerade einige wenige Meter breiter als der Bau selbst. Dieser Raum wird größtenteils von den Baucontainern und den an- und abfahrenden Baufahrzeugen eingenommen. Die umliegenden Straßen dürfen nicht blockiert, der Verkehr nicht behindert werden. Dies erfordert eine besonders akribisch geplante Logistik und Lieferungen genau dann, wenn sie benötigt werden. Ein großer Kran, der auch schwere Lasten an entfernte Stellen bringen kann, sorgt für Nachschub.

Bauen im Bestand

Sämtliche Arbeiten finden unter sehr erschwerten Bedingungen statt, welche ein herkömmliches Arbeiten fast unmöglich machen: Die Platzverhältnisse sind so eingeschränkt, dass herkömmliche Arbeitsgerüste an Schalungen nicht eingesetzt werden können. Dennoch schreiben die französischen Gesetze zwingend Sicherheitseinrichtungen vor, deren Anforderungen jene in Deutschland weit hinter sich lassen. Es gibt keine Möglichkeit für einen Kran, durch die Kuppel zu reichen. Dennoch müssen schwere Betonarbeiten bis in ca. 24 m Höhe durchgeführt werden.

Der Gebäudekomplex wird größtenteils entkernt. Dabei dürfen die Fassaden nicht beschädigt werden. JeglicherZugriff mit Maschinen, Menschen und Material muss also durch die bestehenden Zugänge erfolgen, die dafür prinzipiell nicht gedacht
sind.

Lehrgerüst aus vier Türmen

Die statisch nicht wirksamen Gebäudebestandteile wurden entfernt und ein etwa 24 m hohes Lehrgerüst aus vier Türmen erstellt, das die Last der Kuppel aufnimmt. Danach konnte etwas Platz geschaffen werden.

An den vier Ecken des Mittelbaus wurden in größtmöglicher Höhe, also unterhalb der Stützkonstruktion der Kuppel und damit nicht in idealer Lage, jeweils ein Schwenkarm eines Hubkranes installiert. Die maximale Belastung beträgt gerade einmal 1,5 t.

Es wurde auf dem Gerüst ein viereckiger Unterzug aus Ortbeton erstellt, auf dem die Kuppel aufliegt. Zusammen wiegt allein diese Konstruktion über 600 t. Es dauert 2 Wochen, bis der Beton seine endgültige Belastbarkeit erhält.

An den frei gehaltenen Ecken wachsen L-förmige, mit 32-mm-Armierung versehene Betonsäulen dem Unterzug entgegen. Sie sollen letztlich die Gesamtlast abtragen. Zwischen den Säulen und den tragenden Wänden gibt es einen Abstand von lediglich 1,5 m. Sobald der statisch-konstruktive Anschluss an den Unterzug gelungen ist, werden die Stützgerüste rückgebaut. Der eigentliche Innenausbau kann beginnen.

Beton- und Schalungsarbeiten

Das Durchführen der Betonarbeiten erwies sich unter diesen Umständen als höchst anspruchsvoll. In allen Planungs- und Ausschreibungsphasen sprangen jene ab, die das Projekt in der gewollten Form für technisch oder kostenmäßig nicht durchführbar hielten. Letztlich kristallisierte sich PASCHAL als einziger Dienstleister heraus, der ein tragfähiges Konzept besaß.

Der Unterzug ist 0,80 m breit, 1,10 m hoch und mit jeweils 14,58 m quadratisch geformt. Die Ecken der Längsseiten sind dabei um je 1,45 m länger als jene der Querseiten, was der Konstruktion grob die Form eines H gibt. Geschalt wird mit liegenden, bis zu 2,70 m langen Elementen des Schalsystems Logo.alu, das aufgrund seines geringen Gewichtes sehr leicht und gut zu handhaben ist – in der Beengtheit unter der Kuppel eine notwendige Voraussetzung. Die Logo.alu kann auf 1-cm-Schritte auf die erforderliche Länge angepasst werden, und so fielen auch die lästigen bauseitigen Restmaßausgleiche an dieser Stelle weg. Als Unterstützung wurde PASCHAL Deck eingesetzt.

Als Schalsystem für die L-förmigen, 3,80 m × 3,00 m messenden, 0,60 m dicken Pfeilerwurde die Logo.3 gewählt. Die Logo.3 nimmt 70 kN/m² Frischbetondruck auf nach DIN 18218 mit ihrem profilierten Flachstahlrahmen, der sich besonders für beengte Verhältnisse eignet. Ein Höhentakt war 2,94 m hoch; sieben gab es davon, und der achte bzw. der Anschlusstakt wurde erneut mit der Logo.alu geplant. Ab dem vierten Höhentakt betragen die Weiten nur noch 3,00 m × 3,00 m, was sich auch vielgestaltig in den Planungen niedergeschlagen hatte, denn Spannstellen, Elementmaße und Arbeitsgerüste mussten dementsprechend voreingestellt werden. Die Logo.3 wurde als Kletterschalung mit Nachlaufgerüst eingesetzt. Alle zwei Tage wurde ein Takt erstellt. Insgesamt waren zwei Schalsätze im Einsatz, die an diagonal gegenüberstehenden Pfeilern eingesetzt wurden.

Ein serienmäßiges Arbeitsgerüst für Schalungen, das zwischen die engen Wände passt und zudem die höchsten Sicherheitsanforderungen erfüllt, gibt es nicht. So entwickelte die PASCHAL-Konstruktionsabteilung zwei gänzlich neue Klettersysteme (jeweils eines für die Vorder- und Hinterseite), die nur 1,05 m schmale Konsolen haben, in denen fest installierte Leitern integriert sind. Letztlich zeigte sich nicht nur die Bauüberwachung begeistert, sondern es war für die Außenseite sogar möglich, trotz der bescheidenen Leistung des kleinen Krans, Schalung, Arbeitsgerüst, Klettereinheit und Nachlaufgerüst mit einem Kranspiel umzusetzen, was die Effizienz noch einmal erhöhte.