So wird 80 Tonnen schwere Betonplatte zur Kuppel aufgeblasen
In Kärnten wird eine Wildbrücke über die Koralmbahnstrecke in Kärnten errichtet. Klingt unspektakulär. Ist es aber nicht. Dafür wird eine 80 Tonnen schwere Betonplatte durch ein aufgeblasenes Luftkissen zur Kuppel gewölbt. Durch dieses Verfahren wird nur halb so viel Material benötigt wie sonst bei Schalungen für Kuppelbauten. Wie das funktioniert?
„Ganz einfach“, finden die Entwickler der neuen Baumethode. Schwieriger war es wohl, überhaupt auf die Idee mit der Luftnummer zu kommen. Pneumatic Forming of Hardened Concrete (PFHC), also Pneumatisches Formen gehärteten Betons, haben Dr. Benjamin Kromoser und Prof. Johann Kollegger vom Institut für Tragkonstruktionen der TU Wien ihre Erfindung genannt. Ein Luftkissen sorgt nach dem Betonguss für die richtige Form.
Geometrische Form der Platte entscheidend
Normalerweise müssen Verschalungen gebaut werden, um flüssigen Beton in eine doppelt gewölbte Form zu bringen. Dort hinein werden dann Stahlnetze oder Träger eingezogen, die später die Kuppel stabilisieren. Erst danach wird der flüssige Beton eingegossen und kann erhärten.
Beim neuen PFHC-Verfahren wird zunächst eine Betonplatte mit keilförmigen Aussparungen am Boden geschalt und mit Beton ausgegossen. „Man kann sich das so ähnlich vorstellen wie eine Orangenschale, die man regelmäßig einschneidet, und dann flach auf dem Tisch ausbreitet“, sagt Prof. Johann Kollegger. „Wir machen es eben umgekehrt, wir beginnen in der Ebene und stellen daraus eine gekrümmte Schale her.“
Unter der Betonplatte befindet sich ein riesiges Luftkissen, dass ganz langsam aufgeblasen wird. Am Umfang angeordnete Spannkabel werden mit Hilfe von hydraulischen Pressen gespannt, um die entstehende Kuppel zu stabilisieren. Auf diese Weise können gegenüber der gängigen Verschalung rund 50 % des Betons und 65 % des benötigten Bewehrungsstahls einspart werden. Entscheidend für die spätere Form der Betonkuppel ist die exakte geometrische Form der Platte.
Testkuppel als Überdachung für Veranstaltungen
Für die geplante Wildbrücke in Kärnten wurde für die österreichische Bundesbahn schon einmal an einer rund 26 m langen, 19 m breiten und 4,2 m hohen Testkuppel gearbeitet. Mit Hilfe dieses Testbauwerks im Maßstab 1:2 soll das Verfahren weiter optimiert werden, um 2017 eine Wildbrücke über die Koralmbahn in Kärnten errichten zu können.
Die Testbetonschale wurde in Kärnten bereits gegossen. Dabei wurde die 80 t wiegende Betonplatte mit einem Luftdruck von nur 20-22 Millibar angehoben und zur geplanten Kuppel verformt. Die besonders glatte Oberflächenform ist einer noch exakteren Berechnung im Vorfeld zu verdanken. „Wir konnten das Verfahren insgesamt in der Vorbereitungsphase nochmals optimieren und entscheidend für diese Erstanwendung verbessern“, erklärt Dr. Benjamin Kromoser.
Als nächstes erhält die Testkuppel noch eine Aufbetonschicht und wird anschließend großzügig ausgeschnitten. Die fertiggestellte Kuppel soll bereits im Sommer erstmals als Veranstaltungsüberdachung genutzt werden. Wenn sich das Verfahren bewährt, wird noch dieses Jahr eine weitere Kuppel gegossen, von der dann links und rechts ein Stück abgeschnitten wird, um sie dann als Wildbrücke zu nutzen.
Beton lässt sich aber nicht nur „aufblasen“, ein Ingenieur aus Nebraska arbeitet an einem Beton, der Eis und Schnee schmelzen lässt. Details dazu finden Sie hier.
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