Bachelorarbeit Pascal Minder

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Diplomand
Pascal Minder
Betreuer
Beat Noser, dipl. Bauing. HTL/SIA
Experte
Walter Wiedmer, dipl. Bauing. ETH/SIA
Disziplin
Massivbau
Jahr
2013
Ein Parkhaus in diffiziler Umgebung erschliessen
Fussgängerbrücke und Liftturm für das Grandhotel Giessbach am Brienzersee
Das fast 140 Jahre alte Grandhotel Giessbach am Brienzersee soll ein Parkhaus er­halten. Seine Erschliessung ist eine diffizile Aufgabe, denn sie führt durch eine geschützte Landschaft und dockt an das denkmal­ge­schützte Gebäude an. Eine Fussgängerbrücke durch den Wald soll dabei einen mehr als 30 m hohen Liftturm und die Garage verbinden.

Das altehrwürdige Grandhotel Giessbach, das 1874 erbaut und von 1983 bis 1990 komplett renoviert wurde, liegt oberhalb des Brienzersees am Fuss der tosenden Giessbachfälle. Wo sich heute der Parkplatz befindet, soll nun ein Parkhaus unter Terrain mit 80 Plätzen entstehen. Die Höhendifferenz zum Hotel sollen die Benutzer über eine Fussgängerbrücke und einen Liftturm überwinden. In einer ersten Phase wurden vier Varianten erarbeitet, basierend auf einer im Vorfeld erstellten Nutzungsvereinbarung. Die Bau­herr­schaft wünschte sich eine Ausführung in Sichtbeton. Die Fussgängerbrücke und die Liftanlage sollten nicht nur dem denkmalgeschützten Hotel Respekt zollen, sondern auch elegant in die geschützte Landschaft eingepasst werden. Unter anderem galt es, mit der Linienführung der Brücke das einmalige Panorama am Giessbach zu unterstreichen.

Vier Entwürfe, eine Bestvariante
Aus vier Entwürfen bestimmten der Betreuer, der Experte und der Autor gemeinsam eine Bestvariante zur Weiterbearbeitung. Sie zeichnet sich durch die geschwungene Linienführung der Brücke und einen Liftturm mit einer grosszügigen Glasfront und einer dreieckigen Grundrissform aus (Abb. 01 und 03). Den Baumwipfeln entlang läuft man von der Garage über die ­Brücke aus dem Wald hinaus und erblickt letztlich das grossartige Panorama mit Brienzer-see und Grandhotel Giessbach, das man von der Aussichtsplattform am Liftturm geniessen kann. Während der Liftfahrt über die knapp 30 m nach unten haben die Gäste das Grand­hotel stets im Blick – dank der vollverglasten Pano­ramafront.
Für die ausgewählte Bestvariante wurden in der zweiten Phase der Arbeit Bauprojektpläne erarbeitet. Der Schwerpunkt lag auf der Berechnung der gesamten Tragkonstruktion und der Ermittlung der Hauptabmessungen. Die Brücke ist zwischen Liftturm und Widerlagerbank über eine runde Mittelstütze abgestützt; die Stütze ist dabei in die Brücke eingespannt (Abb. 02). Sie weist somit zwei gleiche Spannweiten von je 25 m auf. Der vorgespannte Plattenbalken hat eine Schlankheit von L/33, er ist im Liftturm biegesteif eingespannt sowie am Widerlager verschieblich gelagert. Um die Torsionsmomente, die aus der gekrümmten Linienführung entstehen, sauber abtragen zu können, musste der Querschnitt des Balkens mit 1.40 m relativ breit gewählt werden (Abb. 04). Als Tragsystem resultierte letztlich eine Mischung aus Plattenbrücke und Plattenbalkenbrücke.

Der Liftturm als vertikaler Kragarm
Der 31 m hohe Liftturm ist in einem Plattenfundament von 9 × 9 m Grösse und einem Meter Stärke fest eingespannt; es ist komplett auf kompaktem Fels fundiert. Er hat die Grundrissform eines gleichseitigen Dreiecks. Gegen die Talseite ist das dreiseitige Prisma über die gesamte Höhe verglast. Die beiden Hauptscheiben und die Querschotte sind aus Stahlbeton. Die Schotte trennt den Lift von der Nottreppe und trägt wesentlich zur Aussteifung des Querschnitts bei. Die Verformungen des Liftturms infolge der massgebenden Einwirkungen aus den Windlasten sind am Liftschachtkopf im gerissenen Zustand maximal H/600 und erfüllen damit die gestellten Anforderungen. Auf eine vertikale Vorspannung der Tragkonstruktion konnte deshalb verzichtet werden.
Die Berechnung der gesamten Tragkonstruk­tion wurde anhand eines einfachen Stabtragwerksmodells und mit Computerprogrammen durchgeführt und die Ergebnisse stets mit Plausibilitätsberechnungen von Hand überprüft.

Torsionsmoment als Hauptproblem
In einer dritten und abschliessenden Phase wurden für das Brückentragwerk die Ausführungsstatik erstellt und die Ausführungspläne gezeichnet. Die Ausführungsstatik beinhaltete im Speziellen die Krafteinleitung bei der Einspannung der Brücke in den Liftturm und bei der Widerlagerbank. Zudem ermittelte der Autor den Querschnittswiderstand des Brückenträgers, der für die Aufnahme der Torsionsmomente benötigt wird. Denn die Torsionsmomente, die infolge der gekrümmten Linienführung entstehen, stellten ein Hauptproblem bei der Bemessung dar. Mit einem kreativen Modellansatz konnten sämtliche Nachweise erfüllt werden, ohne den eigentlichen Querschnitt zu vergrös­sern: Dort, wo die Brücke torsionssteif gelagert ist, setzte man im Modell einen ideellen Kastenträger an und führte die Bewehrung entsprechend; die Torsionssteifigkeit erhält der Balken also wie aus einem geschlossenen Querschnitt eines Kastenträgers.
Bild Fusszeile