Abschlussarbeiten Bachelor of Science in Bauingenieurwesen
2013
Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau
Abschlussarbeiten Bachelor of Science in Bauingenieurwesen
2013
Inhalt 03 04 12 18 24 26 32 40 44 52 54 66
Editorial Verkehrsanlagen Wasserbau Siedlungswasserbau Dynamik Geotechnik Bauen im Bestand Holzbau Massivbau Baustatik Stahlbau Brückenbau
Impressum Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau Bachelor of Science in Bauingenieurwesen Redaktion: Irene Krause Lektorat: Michel Schaer Juni 2013
03 Editorial Die Thesis bildet den Abschluss des Studiengangs Bachelor of Science in Bauingenieurwesen. Mit der erfolgreichen Bearbeitung weisen die Studierenden nach, selbstständig eine Aufgabe in ihrem Berufsfeld auf dem Anforderungsniveau «Bachelor» bearbeiten zu können. Dieser Nachweis stellt den abschliessenden Leistungsausweis für den ersten beruflichen Einstieg als Bauingenieurin bzw. Bauingenieur ins Berufsleben dar. Die Bandbreite der bearbeiteten Themen ist gross und orientiert sich an der fachlichen Breite des Studiums. Die Praxisorientierung der Themen steht dabei im Vordergrund. Die Arbeiten besitzen deshalb in der Regel einen engen Bezug zu geplanten und real umgesetzten Bauvorhaben. Diesen engen Praxisbezug zeigen in diesem Jahr die Abschlussarbeiten des Jahrgangs B10. Ob Wasserbau, Siedlungswasserbau, Geotechnik, Verkehrswegebau oder die konstruktiven Fachgebiete mit Stahl-, Ingenieurholz- und Massivbau, die abverlangte Fachkompetenz ist umfangreich und anspruchsvoll. Die erarbeiteten Lösungen der Studierenden beeindrucken. Der Studienabschluss bildet den ersten akademischen Grad und ermöglicht die selbständige Bearbeitung gängiger Projekte. Bereits mit dem Erwerb des Bachelor of Science in Bauingenieurwesen sind die Absolventen deshalb gesuchte Fachleute in der Baupraxis. Im Laufe des beruflichen Lebens werden dennoch weitere, tiefere fachliche Fähigkeiten erworben werden müssen, die dazu befähigen, auch Projekte ausserhalb des üblichen Rahmens zu bearbeiten. Eine konsekutive Masterausbildung, Weiterbildungsangebote bzw. das Heranführen der Arbeitgeber an grössere Projekte werden die fachliche Weiterentwicklung der Studierenden bestimmen. Für den Übergang in die berufliche Zukunft und die weitere berufliche Entwicklung wünscht die Berner Fachhochschule den Abgängern des Jahrgangs B10 alles Gute. Dr. Markus Romani Abteilungsleiter Bachelor Bau
04 Verkehrsanlagen Projekt Stadt Lenzburg, Erneuerung Lichtsignalanlage Knoten Ringstrasse West / Zeughausstrasse und Knoten Ringstrasse West / Dragonerstrasse Diplomand Michel Bieri Examinatorin / Experte Marion Doerfel, dipl. Ing. TH, Hansjörg Frey, dipl. Ing. ETH Ausgangslage Die Lichtsignalanlage am Knoten Ringstrasse West / Zeughausstrasse in Lenzburg wurde in den 70er-Jahren gebaut. Sie entspricht heute nicht mehr dem technischen Stand. Für die Anlage sind keine Ersatzteile mehr vorhanden, und das Stadtbauamt in Lenzburg rechnet jederzeit mit dem Ausfall der Verkehrssteuerung. Zielsetzung Die Thesis befasst sich mit der Erneuerung der bestehenden Lichtsignalanlage am Knoten Ringstrasse West / Zeughausstrasse. In die Variantenstudie einbezogen wird der Nachbarknoten Ringstrasse West / Dragonerstrasse. Die Aufgabenstellung verlangt in einem ersten Teil die Analyse des heutigen Zustands am Knoten Ringstrasse West / Zeughausstrasse. In einem zweiten Schritt sind Lösungsvarianten auszuarbeiten. Diese sollen den heutigen und künftigen Bedürfnissen angepasst werden mit dem Ziel einer leistungsfähigen und sicheren Knotenpunktgestaltung. Die Varianten sind nach Entscheidungskriterien und Randbedingungen zu beur-
teilen und mit dem Auftraggeber abzusprechen. Im letzten Teil ist die Bestvariante auf Stufe Vorprojekt auszuarbeiten. Ergebnisse Auf der Grundlage der Analyse zeigt die Arbeit den Handlungsbedarf auf in den Bereichen Strategie, Betriebsqualität, Verkehrsanlage, Verkehrssicherheit und Umwelt. Die Variantenstudie umfasst sieben Varianten (wie Lichtsignalanlagen und Fussgänger-Lichtsignalanlagen an beiden Knoten oder alternative Knotenformen am Knoten Ringstrasse West / Zeughausstrasse). Die Thesis formuliert eine mögliche Sofortmassnahme mit einer FussgängerLichtsignalanlage am Knoten Ringstrasse West / Zeughausstrasse und eine Bestvariante mit Mehrzweckstreifen im Bereich Knoten Ringstrasse West / Zeughausstrasse bis Knoten Ringstrasse West / Dragonerstrasse (Abbildung 1 bis 3).
Abbildung 1: Sofortmassnahme Fussgänger-Lichtsignalanlage, Schnitt
Abbildung 2: Bestvariante mit Mehrzweckstreifen, Schnitt
Abbildung 3: Ausschnitt Bestvariante mit Mehrzweckstreifen im Bereich Ringstrasse West / Zeughausstrasse bis Knoten Ringstrasse West / Dragonerstrasse
Diplomand Philipp Marco Jenni Examinatorin / Experten Prof. Marion Doerfel, Dipl. Ing. TH, Prof. em. Hans Peter Lindenmann, Dipl. Ing. ETH, Prof. Dr. Daniel Bättig, Dr. sc. Math. ETH Ausgangslage Unter den richtigen Randbedingungen bieten Kreisel am richtigen Ort viele Vorteile gegenüber den anderen Knotenformen. Der Forschungsbericht VSS 2005 / 301 Leistungsfähigkeit zweistreifiger Kreisel zeigt, dass die absolute Unfallzahl an zweistreifigen Kreiseln auch tatsächlich höher ausfällt als bei einstreifigen Kreiseln. Doch wegen ihrer höheren Leistungsfähigkeit werden vermehrt Kreisel mit zweistreifiger Kreisfahrbahn und zweistreifigen Einfahrten gebaut (siehe Abb. 1). Ein spezifisches Normenwerk für zweistreifige Kreisel gibt es aber nicht. Zweistreifige Kreisel stehen im Verruf, unsicher zu sein. Der Forschungsbericht VSS 2005 / 301 Leistungsfähigkeit zweistreifiger Kreisel zeigt, dass die absolute Unfallzahl und die Unfallschwere an zweistreifigen Kreiseln auch tatsächlich höher ausfallen als bei einstreifigen Kreiseln, sich das an der Verkehrsleistung gemessene Unfallgeschehen (Unfallziffer) jedoch als ähnlich erweist. Betrachtet man allein die Gruppe der zweistreifigen Kreisel, zeigt sich eine grosse Streuung der Unfallziffern. Bis zur Stunde gibt es noch keine Erkenntnisse, die diesen Umstand erklären.
Abb. 1: Beispiel eines Kreisels mit zweistreifiger Kreisfahrbahn und zweistreifigen Einfahrten. Bundesamt für Landestopografie, swisstopo, 13.6.13
Projekt Verkehrssicherheit zweistreifiger Kreisel, Anforderungen an die Projektierung
Abb. 3: Beispiel für das Unfallgeschehen an einem Kreisel über einen bestimmten Beobachtungszeitraum
06 Verkehrsanlagen
Zielsetzung Die Thesis soll aufzeigen, ob und welche Zusammenhänge zwischen den geometrischen Anlagegrössen von Kreiseln mit zweistreifiger Kreisfahrbahn und mindestens einer zweistreifigen Ein- oder Ausfahrt (siehe Abb. 2) und dem Unfallgeschehen (siehe Abb. 3) bestehen. Damit wird ein Teilbereich des gleichzeitig zu dieser Thematik laufenden Forschungsauftrags VSS 2010/301 bearbeitet. Es sollen Empfehlungen für die Projektierung von zweistreifigen Kreiseln unter Berücksichtigung der Verkehrssicherheit gemacht werden. Ergebnisse / Umsetzung Sechs ausgewählte Hypothesen werden mit statistischen Verfahren überprüft. Dazu wird die Unfallzahl und / oder die Unfallziffer in verschiedenen Kombinationen von Anlagegrössen untersucht. Die Ergebnisse der multivariablen Tests werden grafisch dargestellt, diskutiert und mit Ergebnissen aus der Literatur verglichen. Die Arbeit liefert vorläufige Empfehlungen für die Projektierung zweistreifiger Kreisel auf Basis des in dieser Arbeit ausgewerteten Teilsamples. Die Empfehlungen werden im Rahmen der Forschungsarbeit publiziert.
Abb. 2: Überblick über die erfassten geometrischen Anlagegrössen von Kreiseln mit zweistreifiger Kreisfahrbahn und mindestens einer zweistreifigen Ein- oder Ausfahrt
08 Verkehrsanlagen
Examinatorin / Experte Marion Doerfel, dipl. Ing. TH, Hansjörg Frey, dipl. Ing. ETH Ausgangslage In Lenzburg stellt die Bahnhofstrasse für alle Verkehrsteilnehmer eine wichtige Verbindung zwischen Hauptbahnhof und Altstadt dar. In den nächsten Jahren wird diese Hauptachse inklusive Fundationsverstärkung belagstechnisch saniert, und der Bahnhofplatz wird neugestaltet. Im Rahmen dieser Arbeiten soll die Bahnhofstrasse (Abb. 1) aufgewertet werden. Zielsetzung Die Thesis erarbeitet ein Gestaltungs- und Betriebskonzept (BGK) für die Bahnhofstrasse. Dazu wird als erstes eine Beurteilung des Ist-Zustands vorgenommen. Danach werden betriebliche, bauliche und gestalterische Massnahmen zur Verbesserung der festgestellten Mängel ausgearbeitet. Die Sicherheit des Langsamverkehrs soll das BGK vordringlich behandeln.
Abb. 2: Querprofil Variante Tempo 30
Diplomand Michael Alexander Meyer
Abb. 1: Bahnhofstrasse heute
Projekt Stadt Lenzburg, Gestaltungs- und Betriebskonzept im Vorfeld der Sanierung Bahnhofstrasse
Abb. 3: Situationsplan Variante Tempo 30
Ergebnisse Die festgestellten Mängel betreffen vorwiegend die Sicherheit des Langsamverkehrs, die Sichtweiten bei den Einmündungen sowie den Verkehrsablauf und das Ortsbild. Von den drei untersuchten Hauptvarianten (mit sieben Untervarianten) stellt sich die Variante Tempo 30 (Abb. 2 und 3) als Bestvariante heraus. Die Vorteile sind im Vergleich zu den anderen Varianten gross und die Nachteile gering. Der auffälligste Nachteil ist die Verlängerung der Fahrzeit für den motorisierten Verkehr von ca. 15 Sekunden. Die Vorteile sind vielfältig: Erhöhung der Sicherheit für den Langsamverkehr, ausreichende Sichtverhältnisse an den Einmündungen, Verstetigung des Verkehrsflusses, Reduktion der Emissionen und Aufwertung des Ortsbildes.
Eckwerte der Variante Tempo 30: • Tempo-30-Zone auf der Bahnhofstrasse • Fahrbahnbreite 5.70 m • Randabschlüsse als Muldenrinnen ausgebildet • Gehwegbreite beidseitig mindestens 2.15 m • Neues Betriebskonzept Radverkehr • Neuorganisation der Parkfelder • Aufwertung der Grünanlage, Baumpflanzungen
10 Verkehrsanlagen Projekt Schulwegsicherheit Lenzburg Systematische Überprüfung der Schulwegquerungen und Festlegung baulicher und verkehrstechnischer Massnahmen Diplomandin Rebekka Schwab Examinatorin / Experte Marion Doerfel, dipl. Ing. TH, Hansjörg Frey, dipl. Ing. ETH Ausgangslage Der Stadt Lenzburg ist die Sicherheit der Schulkinder wichtig. Sie will allen Kindern einen sicheren und attraktiven Schulweg anbieten. Aus diesem Grund liess sie bereits im Jahr 2006 die Schulwegsicherheit untersuchen. Nun führt die Umstrukturierung der beiden Schulstandorte Lenzhard und Angelrain zu Auswirkungen auf das Schulwegnetz der Stadt. Damit die Sicherheit gewährleistet werden kann, gibt die Stadt den Auftrag, die Schulwegsicherheit zu überprüfen. Zielsetzung Ziel der Thesis ist, die neuen Schulwege auszuweisen. Dabei sollen der Fuss- und der Veloverkehr betrachtet werden. Mit Hilfe von definierten Auswahlkriterien sind problematische Querungsstellen zu eruieren und bestehende Mängel aufzuzeigen. Für jede ausgewählte Schwachstelle wird mindestens ein Lösungsvorschlag ausgearbeitet.
Umsetzung Die neuen möglichen Schulwege werden basierend auf den bestehenden Untersuchungen und mehreren Besichtigungen definiert. Eine speziell erstellte Checkliste für den Fuss- und Veloverkehr ermöglicht die systematische Analyse der heutigen Situation. Bestehende Mängel treten auf diese Weise zutage. Für die acht Schwachstellen wird je ein Lösungsvorschlag ausgearbeitet. Die nebenstehenden Abbildungen zeigen einen Überblick über die gewählten Querungen (Abb. 1) und beispielhaft einen Lösungsansatz (Abb. 2).
Abb. 1: Schulwegnetz Lenzburg und problematische Querungsstellen
Abb. 2: Beispiel Lösungsvorschlag
12 Wasserbau Projekt Fassungsbauwerk Wasserkraftwerk Kanderklus Diplomand Pascal Huwyler Examinator / Experte Peter Schmocker, dipl. Kulturingenieur ETH, Jörg Amport, dipl. Bauingenieur HTL / FH Ausgangslage Im Dezember 2005 gründen die BKW FMB Energie AG (BKW) und die Licht- und Wasserwerk AG Kandersteg (LWK) die Partnergesellschaft Kraftwerke Kander Alp AG (KKA). Zweck der Gesellschaft ist unter anderem die Nutzung der Wasserkraft der Kanderklus in der Gemeinde Kandersteg. Im Sommer 2009 beschliesst der Verwaltungsrat der KKA, das Wasserkraftpotenzial der Kander zwischen Chluse (Kanderklus) und Eggenschwand zu nutzen. Zielsetzung Ziel der Thesis ist die Planung einer Wasserfassung oberhalb der Kanderklus. Die Hauptaufgabe besteht in der Ausarbeitung eines Vorprojekts auf Basis eines Variantenstudiums. Das Projektdossier umfasst einen technischen Bericht und die dazugehörigen Pläne und Dokumente. Umsetzung Die Kander wird mit einem festen Wehr auf eine Höhe von 3 m aufgestaut. Aus den verfügbaren hydrologischen Daten ergibt sich
eine Ausbauwassermenge von 8 m3/s. Das Wasser wird danach mit einer Seitenentnahme gefasst, während das Geschiebe mit einer Lenkungsbuhne in den Einzugsradius des Geschiebeabzugs gelenkt wird. Dort wird es in den unteren Abflussquerschnitt geleitet. Der Einlaufquerschnitt des Fassungsbauwerks besteht aus einem Grobrechen und einer Tauchwand zur Abweisung von Geschwemmseln und Geschiebe. Mit einem Kiesabzug direkt unter dem Feinrechen werden das Dotierwasser und der Kies in das Tosbecken weitergeleitet. Passiert das Wasser den Feinrechen, strömt es in die beiden Sandfänge mit einer Gesamtlänge von 25.1 m. Hier wird das verbleibende Geschiebe über 0.6 mm Durchmesser gefasst. Die wirksame Breite und Höhe beträgt 4.5 x 4.5 m2. Der Raum für die Wasserfassung am Standort Klus ist knapp bemessen. Daher muss ein Teil des Sandfangs in den Fels gebaut werden. Das Wasser wird dann in eine Druckleitung geleitet.
14 Wasserbau Projekt Mungnaukanal, Sanierung Wasserfassung, Sicherstellung der Wasserzufuhr in den Mungnaukanal Diplomand Sandro Marolf Examinator / Experte Peter Schmocker, dipl. Kulturingenieur ETH, Jörg Amport, dipl. Bauingenieur HTL / FH Ausgangslage Unterhalb von Langnau fliesst Wasser durch ein Einlaufwerk aus der Ilfis in den Mungnaukanal. Steigt der Wasserstand der Ilfis stark an, schliesst eine automatische Sperre den Eingang des Einlaufwerks. Ist kein Wasser mehr im Einlaufbauwerk, sorgt ein Sensor dafür, dass eine Pumpe etwa 10 m flussabwärts anspringt, damit der Mungnaukanal immer Wasser führt. Trotz all dieser Vorrichtungen trocknet der Mungnaukanal immer wieder aus, was den Fischbestand gefährdet. Ein Problem stellt offensichtlich die zweite Fassung eines Wasserkraftwerks dar, die sich etwa einen Meter unterhalb der Fassung des Mungnaukanals befindet. Zielsetzung Das Ziel der Arbeit ist die Sicherstellung der Wasserzufuhr in den Mungnaukanal. Die Hauptaufgabe besteht darin, die Geschiebeproblematik um die Wasserfassung zu optimieren, damit der Einlauf nicht ständig mit Kies vollläuft. Ausserdem sind die bereits bestehenden Massnahmen und Sicherheitsvorkehrungen zu prüfen und gegebenenfalls anzupassen.
Umsetzung Es gibt viele Möglichkeiten, den Geschiebeeintrag zu reduzieren. Variante 1: Mit einer Buhne, die bereits im Gerinne der Ilfis dafür sorgt, dass das Geschiebe mittels Strömungsumlenkung nicht in die Fassung des Wasserkraftwerks gelangt, lässt sich eine relativ kostengünstige Lösung realisieren. Variante 2: Das anfallende Material wird vor dem Einlauf durch eine Geschiebeabzugsrinne aufgefangen und durch das Öffnen einer Spülklappe unterhalb der Schwelle wieder in die Ilfis einge-
leitet. Um dies zu erreichen, gibt es zwei Möglichkeiten: (1) Vor den beiden Einläufen läuft eine Geschiebeabzugsrinne mit einem Gefälle von 4 % vorbei. Die Erstellungskosten sind tragbar, der Unterhalt einfach. Um eine Unabhängigkeit zu gewährleiten, kann zwischen den beiden Einläufen eine Klappe installiert werden. (2) Ein Spülrohr leitet das Geschiebe im Einlaufbauwerk unter der Fassung des Kraftwerks hindurch und führt es unterhalb der Schwelle wieder in die Ilfis.
Projekt Engstlige Adelboden-Frutigen Hochwasserschutzmassnahmen an der Engstlige Diplomandin Nadia Stucki Examinator / Experte Peter Schmocker, dipl. Kulturing. ETH, Jörg Amport, dipl. Bauing. HTL / FH Ausgangslage Die Engstlige, ein Gewässer im Berner Oberland, weist im Abschnitt Adelboden–Frutigen mehrere Schwachstellen im Hinblick auf Hochwassersicherheit, Ökologie, Sohlen- und Böschungsstabilität auf. Massnahmen zu ihrer Beseitigung gestalten sich schwierig, da eine einheitliche Erhebung und Beurteilung der Daten bis zur Stunde fehlt. Eine zusätzliche Schwierigkeit besteht darin, dass der Projektperimeter in einem Auengebiet von nationaler Bedeutung liegt. Das gesamte Schadenpotenzial ist unbekannt. Zielsetzung Die Thesisarbeit soll einen Überblick über den Zustand der Engstlige und deren Bauwerke geben, beginnend beim Gantebach oberhalb Frutigen bis zum Marchbach in der Gemeinde Adelboden (Abbildung 1). Es sollen zunächst Schwachstellen aufgezeigt werden, um dann eine Massnahme im Bereich Sunnhalte (oberhalb der Einmündung Gantebach) auf Stufe Vorprojekt auszuarbeiten.
Umsetzung Die Thesis benutzt als Grundlage vorhandene Projekte zum Hochwasserschutz in Frutigen sowie durchgeführte Unterhaltsarbeiten zur Ufersicherung der Engstlige. Eine Begehung der Engstlige von Gantebach bis Marchgbach ermöglicht einen Katalog der alten und vorhandenen Bauwerke mit Angaben zu ihrem heutigen Zustand. Zusätzlich beschreibt der Katalog die wichtigsten festgestellten Mängel (Abbildungen 2 und 3). Für den Perimeter Sunnhalte wird ein Variantenstudium durchgeführt. Aus dem Vergleich der verschiedensten Lösungsansätze resultiert die Empfehlung für eine sinnvolle und verhältnismässige Massnahme. Sie kann in Zukunft als Grundlage für weitere Uferverbauungen an der Engstlige verwendet werden. Das Projektdossier umfasst einen technischen Bericht und die dazugehörigen Pläne und Dokumente.
Abb. 1: Projektperimeter
16 Wasserbau
Abb.3: Katalog Zustandsaufnahme
Abb. 2: Übersicht Zustandsaufnahme
18 Siedlungswasserbau Projekt Entwässerungsplanung Erschliessung Baufeld Breitenacker in Kehrsatz Diplomand Raphael Hohl Examinator / Experten Hans Ulrich Gränicher, dipl. Ing. HTL / FH, Daniel Steuri Bauverwalter der Gemeinde Kehrsatz Ausgangslage Der Breitenacker in Kehrsatz wird überbaut. Die Parzelle muss daher erschlossen werden. Aus diesem Grund wird ein Entwässerungskonzept für den Breitenacker entwickelt. Das Entwässerungskonzept ist angelegt auf eine Wohnüberbauung, einen Einkaufsmarkt, eine Tankstelle und eine Servicestation mit einer Autowaschanlage. Daneben muss der Gurtebach renaturiert werden. Zielsetzung Für den Breitenacker soll ein innovatives Entwässerungskonzept geplant werden. Umsetzung Um ein Projekt zu planen, wird ein Variantenstudium durchgeführt. Die Variantenstudie beschäftigt sich mit zwei Themen. Das erste setzt sich mit den verschiedenen Oberflächenbeschaffenheiten auseinander. Das zweite beschäftigt sich mit der Regenwasserhaltung. Bei der Variantenstudie im Bereich der Oberflächenbe-
schaffenheit kommen begrünte und unbegrünte Dächer in Kombination mit Parkfeldern aus Rasengittersteinen, Sickerasphalt und Asphaltbeton in Frage. Bei der Variantenstudie über die verschiedenen Arten der Regenwasserhaltung werden das Versickern vor Ort, das Einleiten in einen Vorfluter und das Ableiten ins Netz miteinander verglichen. Aus dem Variantenstudium ist ersichtlich, dass es am sinnvollsten ist, wenn die Dächer begrünt und die Parkfelder mit Rasengittersteinen belegt werden. Bei der Haltung des Regenabwassers wird entschieden, dass das Regenabwasser vom südlichen Teil der Überbauung einer Versickerungsmulde zugeführt und das Regenabwasser vom nördlichen Teil in den renaturierten Gurtebach eingeleitet wird. Durch die Renaturierung des Gurtebachs wird überdies die Gefahr eines Hochwassers reduziert. – Dank einer Versickerungsmulde inklusive Biotop ist das Projekt mit der Versickerung vor Ort sehr ökologisch und naturnah.
20 Siedlungswasserbau Projekt Entwässerungsplanung und Sanierung der bestehenden Abwasseranlagen in Ostermundigen Perimeter Nobsstrasse Diplomand Pascal Linder Examinator / Experte Hans Ulrich Gränicher, dipl. Ing. HTL / FH, Marc Sterchi, Leiter Gemeindebetriebe Ostermundigen Ausgangslage Wie vielerorts in Ostermundigen wird auch an der Nobsstrasse das Regenwasser in die Mischwasserkanalisation geleitet. Das führt dazu, dass das bestehende Leitungsnetz bei einem Regenereignis überlastet wird. An der Nobsstrasse befinden sich drei ältere Liegenschaften. Die Gemeinde hat durch Kanalfernsehen die öffentlichen und privaten Leitungen an der Nobsstrasse untersuchen lassen. In diesen Aufnahmen ist zu erkennen, dass sich die bestehenden Abwasserleitungen in einem sanierungsbedürftigen Zustand befinden. Zielsetzung Die Gemeinde Ostermundigen ist bestrebt, so viel Regenwasser wie möglich vom bestehenden Netz abzutrennen. Das Ziel der Thesis ist, ein Instandstellungskonzept der bestehenden Abwasserleitungen der drei Liegenschaften an der Nobsstrasse zu erarbeiten und in einem Variantenstudium eine geeignete Möglichkeit für die Entwässerung der Bauten zu finden.
Ergebnisse Die Zustandsuntersuchung hat ergeben, dass das Entwässerungssystem der Liegenschaften saniert werden muss. Die Leitungen können grösstenteils mit einem Inlining saniert werden. Die Hauptleitung an der Nobsstrasse muss nur teilweise saniert werden. Das Variantenstudium zeigt auf, dass es aktuell viele Möglichkeiten gibt, das Regenwasser effizient abzuleiten. Im Falle des Perimeters an der Nobsstrasse begünstigt der angrenzende Lötschenbach den Variantenentscheid, das Wasser in diesen Bach zu leiten. Durch die Abtrennung des von den Dachflächen anfallenden Regenwassers wird die Mischwasserkanalisation entlastet. Wegen des Verschmutzungsgrades des Regenwassers (Garageneinfahrt) oder dem ungenügendem Nutzen-Kosten-Verhältnis (Strassenabwasser) ist es nicht möglich, das gesamte anfallende Regenwasser aus der Mischwasserkanalisation abzutrennen. Mit einem offenen Gerinne und einem Biotop gewinnt die Umgebung an Attraktivität. Mit dem künftigen Bauvorhaben auf dem Grundstück GB Nr. 5775 bietet sich die Chance, die räumliche Gestaltung der Regenwasserentsorgung in das Landschaftsbild einzubeziehen.
22 Siedlungswasserbau Projekt Entwässerungsplanung und Sanierung der bestehenden Abwasseranlagen in Ostermundigen Perimeter Alpenstrasse Diplomand Thomas Mühlethaler Examinator / Experte Hans Ulrich Gränicher, dipl. Ing. HTL / FH / Marc Sterchi, Leiter Gemeindebetriebe Ostermundigen Ausgangslage Das Problem der Abwassersituation in Ostermundigen ist ein Phänomen, das in vielen Schweizer Gemeinden anzutreffen ist. Die Gemeinden verbauen immer mehr Grünflächen zu öden, versiegelten Oberflächen. Somit wächst die Fläche stetig, in der Regenwasser nicht mehr versickern kann. Eine weitere Schwierigkeit entsteht dadurch, dass immer neue Gebiete der Kanalisation angeschlossen werden. Dies führt zu einer immer grösser werdenden Wassermenge, die von den Kläranlagen gereinigt werden muss. Um dem Engpass im Entwässerungssystem aus dem Weg zu gehen, ist die Gemeinde Ostermundigen bestrebt, möglichst viel Regenwasser von der Kanalisation fernzuhalten. Während die Gemeinde dank des generellen Entwässerungsplans eine konkrete Massnahmenplanung und Zustandsanalyse ihres Netzes erstellt hat, vernachlässigen das die privaten Eigentümer oft. Dem Liegenschaftsbereich wird empfohlen, alle zehn Jahre eine Kontrolle des baulichen Zustands und eine allfällige Sanierung der Leitungen durchzuführen.
Zielsetzung Für den Perimeter Alpenstrasse soll die bestehende Entwässerung saniert werden. Für das unverschmutzte Regenwasser ist ein neues Entwässerungskonzept aufzustellen. Ergebnisse Die Sanierungskosten für den Perimeter Alpenstrasse belaufen sich auf insgesamt 92‘500 Franken. Diese Summe umfasst die Instandsetzung der bestehenden Entwässerungsanlagen und den Bau verschiedener Versickerungseinrichtungen. Insgesamt können 959 m2 Fläche von der Kanalisation abgehängt werden, indem die Parkflächen mit Rasengittersteinen belegt werden. Für das Regenwasser, das auf den Dachflächen anfällt, werden Sickergruben mit einer Humusschicht angeordnet. Durch diese Massnahme können bei einem 5-jährigen Regenereignis rund 36.6 l/s von der Kanalisation ferngehalten werden. Die vorgeschlagenen Massnahmen haben eine gute Sickerleistung und weisen eine ausgezeichnete Filterwirkung auf.
24 Dynamik Projekt Maschinenfundamente Diplomand Joël Jenni Examinator / Experte Martin Stolz, dipl. Ing. ETH Ausgangslage Menschen und Maschinen sind sehr empfindlich auf Schwingungen und Vibrationen. Maschinen können bei zu grossen Erschütterungen nicht mehr mit der geforderten Genauigkeit arbeiten, und die Menschen fühlen sich gestört. Da solche Schwingungen von stanzenden und rotierenden Maschinen erzeugt werden, müssen die Maschinen auf Bauteile gestellt werden, die auf die dynamischen Belastungen ausgelegt sind. Zielsetzung Die Aufgabe der Thesis liegt darin, das Verhalten einer rotierenden Maschine auf einer Geschossdecke und das Verhalten einer schlagenden Maschine auf einem Fundament zu zeigen. Resultat Im ersten Teil werden Amplituden einer Decke berechnet, die durch eine Maschine mit zehn gleichzeitig wirkenden Anregungsfrequenzen entstehen. Dabei stellt sich heraus, dass die Auslenkungen die Grenzwerte nicht einhalten. Deshalb werden Möglichkeiten erarbeitet, die Geschossdecke zu verstärken und den Effekt zu berechnen.
Im zweiten Teil wird eine Maschine auf einem Fundament als Zweimassenschwinger modelliert. Es zeigte sich, dass bei schnell laufenden Stanzmaschinen die Amplitude bis zu 30 % höher ist als bei der Berechnung als Einmassenschwinger. Umsetzung Die Resultate beruhen auf einem Literaturstudium der Strukturund Baugrunddynamik mit Umsetzung auf Praxisbeispiele. Für die verschiedenen Aufgabestellungen werden die Berechnungsvorgänge dokumentiert und Berechnungshilfen in Excel erstellt. Die Berechnungsvorgänge können sinngemäss auf weitere Problemstellungen der Praxis übertragen werden.
26 Geotechnik Projekt Hangsicherung Troterez Wirtschaftspartner Marti AG Bern, Spezialtiefbau, Alessandro Minotto Bauing. FH / Betriebswirtschaftsing. FH Diplomand Thomas Robert Käppeli Examinator / Experte Martin Stolz, dipl. Ing. ETH Hintergrund des Themas Die Transjurane stellt die Nationalstrassenverbindung von Biel durch den Jura an das französische Strassennetz her. Auf Berner Boden weist sie eine Länge von 37 km auf. Sie führt von Biel (Anschluss an die A5) bis nach Roche St. Jean (Kantonsgrenze BE/JU). Die Teilstücke von Roches nach Moutier (6,1 km) und zwischen Loveresse und Biel sind bereits für den Verkehr geöffnet. Die beiden letzten Teilstücke werden am 5. November 2013 (Moutier Süd–Court, mit Graitery-Tunnel) und Ende 2016 (Court– Loveresse) in Betrieb genommen. Gegenstand der Untersuchung Im Rahmen dieser Arbeit werden untersucht: Der Ursprungszustand und der Bauzustand des Rutschhangs Troterez vor dem Ost-Portal des Tunnels de Court auf dem Teilstück der Transjurane Court–Loveresse. Zusätzlich wird eine Lösung gesucht, um den Hang im Bauzustand zu stabilisieren.
Resultat der Arbeit Das Resultat dieser Arbeit ist die Sicherung des Hangs mit einer kaskadenartigen rückverankerten Nagelwand. Diese wird mit Hilfe der Beobachtungsmethode ausgeführt, was die Anpassung an örtliche Problemstellen ermöglicht. Zudem ist das System Nagelwand sehr flexibel; es kann rationell und kostengünstig ausgeführt werden. Methodik Die Arbeit erfolgt in drei Phasen: Für die Untersuchung der Stabilität des Ursprungzustandes des Hangs Troterez werden die geologischen Vorabklärungen verwendet sowie zwei Querprofile festgelegt. In der nächsten Phase werden, basierend auf den Resultaten der Phase 1, drei Varianten entworfen, um den Hang im Bauzustand zu stabilisieren. In der dritten Phase wird die gewählte Variante detailliert ausgearbeitet.
28 Geotechnik Projekt Stabilitätsberechnungen von Greuterpfählen Diplomand Christian Kumschick Examinator / Experte Martin Stolz, dipl. Ing. ETH Projekt Greuterpfähle sind Stahlprofile, die in den Boden gerammt werden. Gleichzeitig wird während des Rammens der Raum zwischen Stahlprofil und Boden mit Zementmörtel verfüllt. In der Bemessung werden nur die Stahlprofile und der Spitzendruck betrachtet. Hierbei wird für die innere Tragsicherheit der Betonmantel und für die äussere Tragsicherheit die Mantelreibung vernachlässigt. Ziel der Thesis ist es, die Tragfähigkeit des Greuterpfahls physikalisch und mathematisch genauer zu beschreiben. Die Arbeit besteht darin, Greuterpfähle auf ihren Knickwiderstand zu untersuchen und den Nachweis des statischen Grundbruchs zu erbringen. Ausgangslage Um zu den gewünschten Erkenntnissen zu gelangen, werden verschiedene Theorien und Modelle aus der Literatur verwendet. Die Knicktheorien von Euler und Engesser bilden die Grundlage für die Knicklasten. Ein Verfahren zur Ermittlung des Widerstandes von Pfählen gegen Knickversagen in Bodenschichten mit geringer seitlicher Stützung wird für das spezifische Problem des Greuterpfahls angepasst und erweitert. Für den Nachweis des statischen Grundbruchs in Verbindung mit dem auftretenden Spitzendruck liefert die Theorie von Terzaghi einen sinnvollen Lösungsansatz.
Zielsetzung Die Thesis zeigt, dass ein Greuterpfahl grundsätzlich nicht knickgefährdet ist. Die seitliche Bettung des Bodens stützt den Pfahl in den meisten Fällen genügend. Der Betonmantel um den Stahlquerschnitt herum bewirkt ein Ansteigen der aufnehmbaren Normalkraft und stützt den Pfahl zusätzlich vor dem Ausknicken. Mit der Berechnung nach Terzaghi kann der statische Grundbruch ausgeschlossen werden.
30 Geotechnik Projekt Stützbauwerke, Böschungssicherung und Baugrubenabschluss für die Umfahrungsstrasse Worb Diplomandin Franziska Zysset Examinator / Experte Martin Stolz, dipl Ing. ETH, Albino Barone, Marti AG Moosseedorf Ausgangslage Um den Dorfkern von Worb vom erhöhten Verkehrsaufkommen zu entlasten, wird eine Umfahrungsstrasse realisiert. Das Projekt der Umfahrungsstrasse auf dem Teilprojekt Spange Süd sieht einen rund 460 m langen Tagbautunnel vor. Die Errichtung der Fahrbahn im Einschnitt und im Tagbautunnel erfordert Stützbauwerke sowie Böschungssicherungen und Baugrubenabschlüsse mit Verbau. Das Projekt befindet sich bereits in der Submissionsphase und geht in Ausführung. Zielsetzung In einem ersten Schritt werden die bereits bestehenden Unterlagen aus der Submissionsphase studiert und der vorhandene geologisch-geotechnische Bericht analysiert. Der Bericht wird auf seine Qualität überprüft. Im Weiteren werden die geplanten Stützbauwerke, Böschungssicherungen und Baugrubenabschlüsse auf ihre Ausführbarkeit geprüft und die Nachweise der Tragsicherheit und Gebrauchstauglichkeit geführt. Für die Stützbauwerke werden nach der Prüfung und Nachdimensionierung Bewehrungsskizzen erstellt.
Ergebnisse Die Analyse der geplanten Stützbauwerke zeigt, dass bei der Dimensionierung Anpassungen nötig und Optimierungen möglich sind. Aus der Untersuchung der Böschungen und Baugrubenabschlüsse geht hervor, dass die Sicherheiten der Tragfähigkeit und Standsicherheit an einigen Stellen unterschritten sind. Durch ein Variantenstudium werden mögliche Systeme zur Baugrubensicherung entwickelt.
Grundriss
32 Bauen im Bestand Projekt Analyse der Tragstruktur eines Bestandsgebäudes und Vorschläge zur Ertüchtigung Diplomandin Katharina Kloidt Examinator / Experte Andreas Müller, dipl. Ing., Florian Scharmacher, dipl. Ing. Ausgangslage Eine ehemalige Tabakfabrik soll als Teil eines Gebäudeensembles zu Wohn- und Arbeitszwecken umgenutzt werden. Der Altbau stammt aus dem Jahr 1953. Er wurde aus Mauerwerk und Fachwerk errichtet. Deutliche Risse und Verformungen in den Mauern und in der Fachwerkkonstruktion dokumentieren das Alter des Gebäudes.
Zielsetzung Die neuen Eigentümer der Baugruppe möchten in dem aktuell leerstehenden Gebäude Werkstatt, Lagerraum, Labor, Büro und Wohnraum vereinen. Daher verfolgt die Thesis das Ziel, die vorhandene Tragstruktur zu untersuchen und Schwachstellen aufzudecken, die sich durch das Zusammenspiel von alter Konstruktion und neuen Anforderungen ergeben können. Umsetzung Die Zustandserfassung erfolgt visuell und analytisch mit Holzfeuchtemessgerät, Thermografiekamera sowie Hilfsmitteln zur Distanzmessung. Dabei zeigt sich, dass einige Bauteile für die zukünftige Nutzung verstärkt oder ausgetauscht werden müssen, da sie im jetzigen Zustand den erwarteten Einwirkungen durch zusätzliche Auf- und Nutzlasten nicht standhalten können.
34 Bauen im Bestand Projekt Zustandserfassung und Umnutzung eines landwirtschaftlichen Gebäudes Diplomandin Melina Mühlemann Examinator / Experte Andreas Müller, dipl. Ing. ,Florian Scharmacher, dipl.Ing. Ausgangslage In einem Gebäudeensemble von drei stolzen Altbauten soll die alte mehrgeschossige Stallung zu Wohnzwecken umgenutzt werden. 1853 erbaut, diente das Gebäude lange Jahre als Viehstall und Lagerbühne. Heute steht es leer. Das Erdgeschoss besteht aus Mauerwerk, das Obergeschoss ist ein Holzfachwerk mit teilweise gemauerter Ausfachung. Die ehrwürdige Mischkonstruktion ist sanierungsbedürftig. Zielsetzung Eine detaillierte Analyse soll Einblick in den Zustand der Bausubstanz geben. Das Resultat dient als Grundlage für die statische Berechnung der Tragsicherheit. Durch die Umnutzung werden neue Lasten entstehen. Ziel ist es, die nötigen Massnahmen zur Sanierung und Umnutzung zu definieren.
Umsetzung Die Umsetzung setzte ein mit einer vertieften Zustandserfassung. Dabei konnte das statische System modelliert und das Ausmass der Schädigung ermittelt werden. Dabei zeigte sich, dass sich das Gebäude wegen unzureichender Fundierung gesetzt hat; ausserdem ist ein beachtlicher Bereich der Holzkonstruktion durch Feuchteeintragung zerstört worden. Im nächsten Schritt wurde die Tragsicherheit überprüft. Resultat: Das Gebäude kann die zusätzlichen Lasten grösstenteils aufnehmen; punktuell muss die Tragkonstruktion ertüchtigt werden. Wichtig ist, dass vor jeglichen Umbaumassnahmen die beachtlichen Schäden am Gebäude behoben werden.
End-Zustand Unterführung Nau
36 Bauen im Bestand Projekt Umbau und Umnutzung eines landwirtschaftlichen Gebäudes zu Wohn-und Bürozwecken Diplomand Marc Rubattel Examinator / Experte Andreas Müller, dipl. Ing., Florian Scharmacher, dipl. Ing. Ausgangslage Seit das zu untersuchende Gebäude im Jahr 1781 errichtet wurde, steht es im Besitz der Familie Rubattel. Die Thesis befasst sich mit einem allfälligen Umbau des Gebäudes und untersucht die dazu nötigen Massnahmen. Zielsetzung Die Zustandserfassung macht klar, dass die Dachkonstruktion in ihrer heutigen Form den gesetzten Anforderungen nicht mehr gerecht wird. Als Sofortmassnahmen wird deshalb die Sicherung des Tragwerks angestrebt. Umsetzung Die Zustandserfassung zeigt diverse Mängel und Materialschädigungen auf, die einige Herausforderungen an die Modellierung einer möglichst wirklichkeitsgetreuen Tragkonstruktion stellen.
Sicherungsmassnahmen Einer der erforderlichen Sofortmassnahmen besteht in der Verstärkung der beiden mittleren Tragbalken des Daches. Als möglichst einfache und wirtschaftlichste Verstärkungsmethode kommt die Ausbildung als Fachwerk in Frage. Dazu sollen zusätzlich fünf Pfosten und sechs Gewindestangen als Zugstäbe eingebaut werden.
Problemstellen Pr oblemstellen
38 Holzbau Projekt Neubau einer Einfachturnhalle mit Hort und Unterrichtsräumen der Michael-Bauer-Schule Diplomand Roland Jakob Examinator / Experte Andreas Müller, dipl. Ing., Martin Schollmayer, Dr. ès sciences EPFL, dipl. Ing. TU Ausganslage Die Michael-Bauer-Schule plant ein neues Schulgebäude, das Schulräume mit Hort und eine Turnhalle aufnehmen soll. Das Erdgeschoss soll komplett in Holzbauweise ausgeführt werden. Die Form und die Abmessungen sind durch den Architekten gegeben.
Zielsetzung Ziel ist ein ausführlicher Tragwerksentwurf. Dazu gehört ein Variantenstudium, das die Möglichkeiten der heutigen Technik im Ingenieurholzbau berücksichtigt. Die beste Variante soll ausgearbeitet und nach den heute gültigen Normen bemessen werden. Umsetzung Im Variantenstudium wird untersucht, welche Möglichkeiten der Holzbau zur Verfügung stellt. Die Varianten wurden verglichen und auf Wirtschaftlichkeit, Umweltfreundlichkeit und Machbarkeit überprüft. Angestrebt wird eine einheitliches System, da ein Systemwechsel meistens Probleme verursacht. Die Decken werden mit Brettstapeln ausgeführt. Die Wände aus Vollholz werden mit dem Wandsystem von Soligno gebildet. Die Träger der Turnhalle erfolgen durch Fachwerke in Holz. Die Herausforderung besteht darin, die Erdbebenlasten in den Untergrund zu bringen, da die Wände sehr unregelmässig angeordnet sind.
Grundriss EG
40 Holzbau Projekt Neubau eines zweigeschossigen Gebäudes für Kindergarten und Schule in Holzbauweise Diplomand Reto Steuri Examinator / Experte Fritz Maeder, dipl. Holzbauing. FH, Martin Schollmayer, Dr. ès sc. EPFL, dipl. Ing. TU Ausgangslage Eine kleine Gemeinde im Kanton Bern muss für den geordneten Unterrichtsablauf mehr Schulraum bereitstellen. Deshalb wird beabsichtigt, angrenzend an das bestehende Schulgebäude eine zweigeschossige Erweiterung für Schule und Kindergarten zu erstellen. Erd- und Obergeschoss des Gebäudes werden in Holzbauweise, das Untergeschoss in Massivbauweise erstellt. Eine Pausenhalle verbindet den Neubau mit den bestehenden Schulgebäuden. Der Deckenkonstruktion wird ein besonderes Augenmerk gewidmet. Über dem Erdgeschoss ist eine Holz-Beton-Verbunddecke zu projektieren. Für das Flachdach des Gebäudes ist eine extensive Begrünung vorgesehen. Zudem muss zu einem späteren Zeitpunkt eine Photovoltaikanlage installiert werden können. Da es sich um einen Minergiebau handelt, muss die kontrollierte Lüftung sinnvoll in das Projekt integriert werden. Für die Brandschutzmassnahmen ist ein Brandschutzkonzept zu erarbeiten.
Zielsetzung Die Bearbeitung des Projekts ist in drei Phasen aufgeteilt. Die erste Phase wird zusammen mit Christoph Heller bearbeitet. Dabei geht es darum, ein Entwurfskonzept zu entwickeln und aufgrund des Variantenstudiums ein geeignetes Tragsystem vorzuschlagen. In der zweiten Phase ist das gewählte Tragsystem zu bemessen. Während der dritten Phase müssen einige ausgewählte Details konstruktiv bearbeitet werden. Umsetzung Die Bemessung der Holz-Beton-Verbunddecke bildet den Hauptbestandteil der Arbeit. Die Decke wird nach dem GammaVerfahren bemessen. Wegen des grossen Eigengewichts der Holz-Beton-Verbunddecke stellen die Lösungen für den vertikalen Lastabtrag eine Herausforderung dar. Die Gebäudestabilität wird mit Rahmenbauwänden und Deckenscheiben sichergestellt.
Anschluss Decke über EG - Aussenwand
42 Holzbau
Detail - Innenwand Geschossdecke
Projekt Neubau eines zweigeschossigen Gebäudes für Kindergarten und Schule in Holzbauweise Diplomand Christoph Heller Examinator / Experte Fritz Maeder, dipl. Holzbauing. FH, Martin Schollmayer, Dr. ès sc. EPFL, dipl. Ing. TU Ausgangslage Eine kleine Gemeinde im Kanton Bern muss für den geordneten Unterrichtsablauf mehr Schulraum bereitstellen. Deshalb wird beabsichtigt, für Schule und Kindergarten eine zweigeschossige Erweiterung in Holzbauweise zu erstellen, die an das bestehende Schulgebäude angrenzt. Zielsetzung Das Gebäude soll dem Minergiestandard entsprechen. Das Dach wird begrünt. Zu einem späteren Zeitpunkt soll es eine Photovoltaikanlage aufnehmen können. Als Verbindung zu den bestehenden Gebäuden soll eine Pausenhalle erstellt werden.
Schubfeste, Schallentkoppelte Verbindung der Hohlkasten- Geschossdecke mit den Innenwänden
Ergebnisse / Umsetzung In der Vorprojektphase entsteht in Zusammenarbeit mit Reto Steuri eine Variantenstudie inklusive Vorstatik. Dabei werden verschiedene Decken- und Wandsysteme einander gegenübergestellt. In einem weiteren Schritt werden ein Deckensystem aus Hohlkastenträgern und ein Blockholz- Wandsystem der Pius Schuler AG vertieft bearbeitet. Dabei kommt der Deckenkonstruktion ein besonderes Augenmerk zu. In der Schlussphase werden Anschlussdetails für die verschiedenen Bauteile ausgearbeitet.
Grundlage für das Tragsystem bildet ein Brandschutzkonzept, das in der Vorprojektphase erarbeitet wurde. Die Herausforderung liegt darin, ein System zu finden, das vor allem den Schwingungsanforderungen gerecht wird. Die Lösung muss sich sowohl für Einfeldträger, wie auch für Zweifeldträger mit unterschiedlichen Spannweiten und Belastungen eignen. Das betonierte Untergeschoss inkl. der Kellerdecke wird nur konzeptionell gelöst; definiert werden lediglich die Anforderungen an die Schnittstelle von Holzbau zu Massivbau.
3D Bild: 3D - Visualisierung des geplanten Gebäudes, Quelle: Aus der Aufgabenstellung
44 Massivbau Projekt Neubau Fussgängerbrücke mit Liftturm Grandhotel Giessbach, 3855 Brienz BE Diplomand Pascal Minder Examinator / Experte Beat Noser, dipl. Ing. HTL / FH, Walter Wiedmer, dipl. Ing. ETH Ausgangslage Weil die Gäste des Grandhotels Giessbach gestiegene Bedürfnisse geltend machen, wird im Bereich des bestehenden Parkplatzes ein Parkhaus mit 80 Plätzen geplant. Zur Erschliessung der Hotelanlage soll eine Fussgängerbrücke realisiert werden, die direkt an das Parkhaus angeschlossen ist und zu einem Liftturm führt. Zielsetzung Die Thesis projektiert die Fussgängerbrücke und den Liftturm. Bei der Planung des Bauwerks hat die Einfügung von Brücke und Liftanlage in die Landschaft höchste Priorität. Die Linienführung der Brücke soll das einmalige Panorama am Giessbach unterstreichen. Das ganze Bauwerk ist auf Wunsch der Bauherrschaft in Sichtbeton zu planen.
Umsetzung In einem Variantenstudium werden vier Entwürfe erarbeitet, um das Bauwerk möglichst elegant in die geschützte Landschaft einzupassen und einen Mehrwert für die gesamte Hotelanlage zu schaffen. Die Bestvariante wird weiterbearbeitet. Für sie werden in der zweiten Phase die Bauprojektpläne erstellt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Berechnung der gesamten Tragkonstruktion und deren Hauptabmessungen. Die Brücke wird als vorgespanntes Tragwerk mit Spannweiten von je 25 m konstruiert. Der Liftturmgrundriss bildet ein gleichseitiges Dreieck mit zwei Hauptscheiben aus Sichtbeton und einer Glasfront. Für die Berechnung werden einerseits Computerprogramme eingestzt andereseits auch viele Handrechnungen erstellt, um die Resultate der Computerberechnungen auf ihre Plausibilität hin zu überprüfen und die Tragwerksteile zu bemessen. In der dritten Phase wird die Ausführungsstatik für das Spannbetontragwerk der Brücke erstellt. Die gewählte Linienführung bewirkt, dass die Brücke im Grundriss gekrümmt ist. Die Krümmung erzeugt grosse Torsionskräfte, die bei der Bemessung für den gewählten Brückenquerschnitt ein Hauptproblem darstellt. Um die Tragsicherheit nachzuweisen, sind kreative Lösungen bei der Modellbildung und Lastabtragung unerlässlich. Auf Grundlage der Ausführungsstatik werden zum Abschluss die Ausführungspläne für die Brückenkonstruktion erstellt.
Situationsplan Bauprojekt
Längsansicht Bauprojekt
Querschnitt Brücke
Grundriss Liftturm
46 Massivbau Projekt Parkhaus Grandhotel Giessbach Diplomand Hans Peter Bütikofer Examinator / Experte Beat Noser, dipl. Ing. HTL / FH, Walter Wiedmer, dipl. Ing. ETH Ausgangslage Da die Gäste des Grandhotels Giessbach sets höhere Bedürfnisse geltend machen, soll ein Parkhaus für 80 Personenwagen in Massivbauweise erstellt werden. Um das Landschaftsbild im Bereich des Hotels zu schützen, ist der Einbettung des Parkhauses in die Umgebung höchste Priorität beizumessen. Zielsetzung Den ersten Teil der Thesis bildet das Vorprojekt, für das ein Variantenstudium der Tragstruktur und der Geometrie erstellt wird. Erste Berechnungen definieren die Hauptabmessungen. Ausgearbeitet wird auch eine Nutzungsvereinbarung.
Den zweiten Teil der Thesis bildet das Bauprojekt. Hier werden mittels Vorbemessungen alle relevanten Abmessungen dimensioniert. Weiter wird in dieser Phase eine Bauprojektbasis erstellt. Den dritten Teil bildet das Ausführungsprojekt. Hier werden die Ausführungspläne gezeichnet, die Konstruktionsdetails gelöst und zur Ausführungsreife gebracht. Umsetzung Um der Eingliederung in die Landschaft Rechnung zu tragen, wird das Parkhaus komplett unter Terrain erstellt. Die Hanglage hat im rückwärtigen Bereich des Parkhauses hohe Überschüttungen zur Folge. Damit die grossen Lasten der Überschüttung und die daraus entstehenden Durchbiegungen beherrscht werden können, wird die Decke als Flachpilzdecke mit biaxialer Vorspannung ausgebildet. Um die Verluste bei der Vorspannung in einem möglichst kleinen Rahmen zu halten, wird die Decke nur auf vier 6 bis 14 m langen Wandscheiben konstruktiv eingespannt. Diese Scheiben liegen zentrisch auf den Symmetrieachsen des Grundrisses. Auf den restlichen Bereichen der Aussenwände ist die Decke nur auf Gleitlager gelegt. Die Konstruktion hat zudem den Vorteil, die Schwindbewegungen nur in geringem Mass zu behindern.
Abb. 1: Lage der Vorspannung in Y-Richtung
Abb. 2: Situation Parkhaus
48 Massivbau Projekt MFH Lenzburg, Erdbebensicherheit Diplomand Mirza Hozbo Emaxminator / Experte Beat Noser, dipl. Ing. HTL / FH, Walter Wiedmer, dipl. Ing. ETH Ausgangslage Die Firma Lenzburg Immobilien AG plant in Lenzburg den Bau eines Mehrfamilienhauses. Im Rahmen der Thesis werden für das ganze Gebäude verschiedene Entwürfe der Tragstruktur mit den Baustoffen Beton und Mauerwerk erarbeitet. Zielsetzung Kern der vorliegenden Projektarbeit ist, eine geeignete Tragstruktur für das gesamte Gebäude erdbebensicher zu entwerfen und die erforderlichen konstruktiven Details zu erarbeiten. Das Bauwerk soll in einer einfachen, robusten, zeitgemässen Konstruktion mit den Baustoffen Beton und Mauerwerk gebildet werden. Um die Abmessungen zu bestimmen und danach eine prüffähige Zusammenstellung der statischen Berechnungen und der erforderlichen Nachweise mit Gebäudemodell zu erstellen, sind die tragenden Elemente zu definieren und zu dimensionieren. Unter Berücksichtigung dieser Gesichtspunkte werden in der ersten Projektphase mehrere Tragstrukturvarianten erarbeitet. In der zweiten Phase wird die beste Tragstruktur vertieft bearbeitet. In der dritten Phase wird das Gebäudeaussteifungskonzept nur mit Mauerwerkswänden ohne Beton gelöst und nachgewiesen.
Umsetzung Von den insgesamt vier einander gegenübergestellten Varianten wird die Variante Mauerwerk ausgewählt. Der Hauptgrund liegt darin, dass diese Tragstruktur sowohl die Gebäudeaussteifung wie die Anforderungen und Grundsätze für den erdbebengerechten Entwurf erfüllt. Vor allem bei einem mehrgeschossigen Bau ist es von zentraler Bedeutung, dass das Gebäude die horizontalen Einwirkungen mit ausreichend steifen Wänden aufnehmen kann. Da das Steifigkeitszentrum im Massenzentrum liegt und somit keine zusätzlichen Torsionskräfte auftreten, ist hier die gesamte Gebäudestabilität am sichersten.
50 Massivbau Projekt Entwurf der Tragstruktur für die Mittelstation, 10er Gondelbahn Stand – Xpress, Lenk BE Diplomand André Steiger Examinator / Experte Beat Noser, dipl. Ing. HTL / FH, Walter Wiedmer, dipl. Ing. ETH
Ausgangslage Die Bauherrschaft Lenk Bergbahnen gedenkt, die ca. 40-jährige Luftseilbahn Rothenbach–Metsch abzubrechen. Sie soll durch eine komfortablere, leistungsfähigere und schnellere Bahn ersetzt werden. Anstelle einer Luftseilbahn soll eine Umlaufbahn mit Zehner-Gondeln realisiert werden. Ausserdem ist eine neue Streckenführung geplant. Angestrebt wird auch, die Verbindung Adelboden–Lenk besser auszubauen. Deshalb fährt die neue Bahn über drei Stationen (Tal-, Mittel- und Bergstation) direkt auf den Metschstand. Somit fällt das Umsteigen von einer Anlage auf die andere weg.
Zielsetzung Ziel der Thesis ist, einen Entwurf der Tragstruktur für die Mittelstation zu erstellen. Ausserdem soll untersucht werden, wie und an welchen Stellen die Bahn- und Stationslasten abgetragen werden können. Zu eruieren sind auch die massgebenden Gefährdungsbilder. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Krafteinleitung. Dabei gilt es, die direkte- und indirekte Krafteinleitung zu analysieren und zu vergleichen. Am Schluss sollten die Abmessungen der Haupttragelemente und die wichtigsten konstruktiven Details geklärt sein.
Umsetzung Die Thesis untersucht zunächst die Schnittstellen der Metallstruktur / Betonarbeiten und nimmt die Vordimensionierung der wichtigsten tragenden Elemente. In einer zweiten Phase analysiert sie die Gesamtstabilität (Kippen, Gleiten, statischer Grundbruch) mit Hilfe von Excel-Tabellen. In der letzten Phase werden die wichtigsten tragenden Elemente bemessen und detailliert nachgewiesen. Für das Fundament und die Steher (vorne und hinten) werden Schalungs- und Bewehrungspläne erstellt.
52 Baustatik Projekt Programmierung eines Stabwerkprogramms in Matlab Diplomand Djukser Ristemi Examinator / Experte Martin Schollmayer, Dr. ès sc. EPFL, dipl. Ing. TU Ausgangslage Die Methode der finiten Elemente (FEM) ist im allgemeinen ein numerisches Verfahren zur Lösung von partiellen Differentialgleichungen, das in verschiedenen Disziplinen der Naturwissenschaften eingesetzt wird. Besonders im Ingenieurwesen ist die FEM sehr verbreitet. In der Festkörpersimulation dient sie als Standardverfahren. In der Baustatik wird sie zur Lösung von statisch bestimmten oder unbestimmten Systemen eingesetzt. Die Anwendung der FEM für zweidimensionale Stabwerke stellt einen Spezialfall der allgemeinen Anwendung dar, die auf Flächentragwerken und dreidimensionalen Systemen basiert. MATLAB ist ein primär für numerische Berechnungen mithilfe von Matrizen ausgelegtes mathematisches Programm. Haupteinsatzbereiche sind numerische Simulationen sowie Datenerfassung, Datenanalyse und Datenauswertung. Ziel Ziel der Bachelorarbeit ist es, mit Hilfe der FEM ohne anfängliche Programmiererfahrungen ein Stabwerkprogramm zur Berechnung der Schnittgrössen und Verformungen eines beliebiges Stabwerkes in MATLAB zu programmieren.
Ergebnisse / Umsetzung Mit dem erstellten Programm in Matlab kann der Benutzer jeweils die Strukturgeometrie, Belastungen und die Lagerungsbedingungen durch Tastureingabe definieren. Im nächsten Schritt werden die Elementsteifigkeitsmatrizen berechnet und zu einer Gesamtsteifigkeitsmatrix überlagert. Danach erfolgt die Berechnung der Verschiebungen des Systems und die Rückrechnung der Schnittkräfte. Als Ausgabe wird eine Auflistung aller Schnittkräfte, die Verformungsfigur und der grafische Verlauf der Schnittkräfte angezeigt. Auf ein optimales Programmablauf mit effizienter Arbeitsspeicherverwaltung wurde verzichten, ebenso auf eine bedienerfreundliche Benutzeroberfläche. Die Eingabe der Parameter und die Ausgabe der Ergebnisse erfolgen ausschliesslich in der Command Window von Matlab.
54 Stahlbau Projekt Neubau Verteilzentrum der schweizerischen Post, Thun Diplomand Philippe Hofer Examinator / Experte Hans Hausammann, Dr. dipl. Ing. ETH, Alexandre Fauchère, dipl. Ing. ETH Ausgangslage In Gwatt bei Thun wird ein neues Verteilzentrum der schweizerischen Post erstellt. Geplant sind eine eingeschossige Halle für den Warenumschlag sowie ein dreigeschossiger Verwaltungstrakt mit Dachterrasse. Das Projekt wurde vom Architekturbüro Viktor Burri AG,Thun entworfen. Zielsetzung Für die Halle mit den Abmessungen 30.5 m x 56.00 m ist ein Tragwerk aus Stahl zu entwerfen. Im Hinblick auf eine spätere Umnutzung der Anlage soll die Halle möglichst stützenfrei realisiert werden. Neben den statischen Berechnungen werden eine Nutzungsvereinbarung, eine Projektbasis sowie ein technischer Bericht erstellt. Das Geplante wird anhand von Bauplänen visualisiert.
Umsetzung Nach einer Analyse der Anforderungen an das Gebäude werden in der ersten Phase die geforderte Nutzungsvereinbarung und die Projektbasis erstellt. Dabei sind gewisse Annahmen über die Einwirkungen auf das Gebäude unumgänglich. In der zweiten Phase werden in einem Variantenstudium verschiedene Ausführungen der Halle untersucht. Die Bestvariante wird im Hauptprojekt weiter vertieft.
In der dritten Phase werden sämtliche Bauteile dimensioniert und das Tragwerk als Ganzes auf seine Stabilität hin untersucht. Dies geschieht mit Hilfe von Bemessungssoftware und gezielten Handrechnungen. Daneben werden die wichtigsten Verbindungen bemessen. Ein technischer Bericht dokumentiert alle Überlegungen. Das erarbeitete Projekt wird schliesslich anhand eines Übersichtsund eines Detailplans zeichnerisch dargestellt.
56 Stahlbau Projekt Untersuchung der Stahl – Trogbrücke (1898) über den Lammbach bei Brienz BE Diplomand Stephan Lack Examinator / Experte Martin Schollmayer, Dr. ès sciences, dipl. Ing. TU , Beat Durrer dipl. Ing. HTL / FH Ausgangslage Die Zentralbahn AG will verschiedene ihrer Stahlbrücken auf ihre Tragsicherheit hin untersuchen. Die Stahl-Trogbrücke den Lammbach bei Brienz stammt aus dem Jahr 1898. Speziell an den alten Stahlbrücken ist, dass alle Verbindungen mit Warmnieten ausgeführt wurden. Zielsetzung In der Thesis soll die Brücke auf ihre Trag- und Ermüdungssicherheit sowie auf ihre Gebrauchstauglichkeit hin überprüft werden. Dabei sollen die Bestimmungen der neuen Normenreihe SIA 269 (Erhaltung von Tragwerken) angewandt werden. Die Ergebnisse der Nachrechnung sind zu bewerten. Allfällige Sanierungsmöglichkeiten sind aufzuzeigen. Über die Ergebnisse ist ein technischer Bericht zu erstellen, von den Sanierungsmassnahmen ist ein Plan anzufertigen.
Ergebnisse Eine erste überschlagsmässigen Handrechnung macht klar, dass die Brücke den seitlichen Belastungen wenig Widerstand entgegenbringt. Dies bestätigt die anschliessende computergestützte Berechnung. Die hohen seitlichen Belastungen folgen vor allem aus dem nach Norm anzusetzenden Schlingerstoss. Dieses Resultat macht es nötig, ein Verstärkungskonzept zu erarbeiten. Damit den Schlingerkräften entgegengewirkt werden kann, braucht es einen sogenannten Schlingerverband. Daneben müssen die Fahrbahnträger durch ein neues Stahlprofil von höherer Qualität ersetzt werden. Um die Überlastung der Endquerträger zu reduzieren, müssen an beiden Brückenenden Bremsverbände eingebaut werden. Diese leiten die Längskräfte, die aus Anfahren respektive Bremsen entstehen, seitwärts über die Hauptträger in die festen Auflager ab.
58 Stahlbau Projekt Projektierung Hochdruckpumpwerk Riet II Diplomand Simon Schmid
Umsetzung Mit einem Variantenstudium wird ermittelt, welche Tragstruktur sich für die Halle am besten eignet. Die Bestvariante wird detailliert ausgearbeitet. Dabei zeigt sich, dass die Aussteifungen eine zentrale Rolle für die Stabilität der Halle spielen. Die hohe, verwinkelte Gebäudeform stellte eine hohe Herausforderung dar, weil die statischen Berechnungen durch die Schrägen recht komplex werden und grosse Windkräfte zu berücksichtigen sind.
Examinator/Experte Hans Hausammann, Dr. dipl. Ing. ETH, Alexandre Fauchére, dipl. Ing. ETH Ausgangslage Für die regionale Wasserversorgung St. Gallen ist ein neues Hochdruckpumpwerk zu planen. Die Halle soll Platz bieten für einen Werkstatt- und Lagerteil sowie zwei grosse Wasserspeicher mit den dazugehörigen Pumpen. Der Werkstattteil soll vornehmlich in Stahlbetonbauweise gehalten sein, die Wasserspeicher sollen mit einer Stahlhalle eingedeckt werden. Die Gebäudeform soll durch ein dreifach abgestuftes Dach mit verschiedenen Schrägen und schiefen Fassaden zum Blickfang werden. Eine Besonderheit ist der geplante Hallenkran: Er stellt hohe Anforderungen an die Verformung des Gebäudes und erfordert eine steife Tragkonstruktion. Zielsetzung Ziel der Thesis sind Entwurf und Dimensionierung einer Halle in Stahlbauweise. Der Betonteil des Gebäudes wird nicht berücksichtigt. Für die einzelnen Stahlelemente und Verbindungen sind alle nötigen Nachweise zu führen. Der Entwurf soll so weit ausgearbeitet werden, dass die Halle auch zeichnerisch dargestellt werden kann.
Detail Eckverbindung
60 Stahlbau Projekt Stahlhalle Hochdruckpumpwerk Riet Diplomand Arber Vuçetaj Examinator / Experte Hans Hausammann, Dr. dipl. Ing. ETH, Alexandre Fauchère, Dipl. Ing. ETH Ausgangslage Beim vorliegenden Projekt handelt es sich um ein Hochdruckpumpwerk in Riet. Dieses dient zur Trinkwasserversorgung der Stadt St. Gallen. Das schon bestehende Gebäude ist eine Halle, die mehrheitlich aus einer Stahlkonstruktion besteht. Der Arbeitsbereich des Gebäudes ist in Massivbauweise ausgeführt. Zielsetzung Zu entwerfen ist eine effiziente Tragstruktur aus Stahl. Die Bestvariante ist auf alle dafür nötigen Nachweise und Einwirkungen zu bemessen. Umsetzung Das Resultat zeigt eine Möglichkeit auf, wie das Gebäude effizienter konstruiert hätte werden können. Das Hauptmerkmal liegt beim Dach und der Fassade. Im Vergleich zu den Architektenplänen wurde das Dach als Pultdach ohne Absätze aufgeführt. Die Fassade ist nicht mehr in schiefer Stellung sondern, rechtwinklig zur Bodenplatte angeordnet. Dadurch ist ein effizientes Tragwerk entstanden, das kleinere Profildimensionen aufweist.
62 Stahlbau Projekt Neubau Verteilzentrum der schweizerischen Post, Thun Diplomand Jürg Zbinden Examinator / Experte Hans Hausammann, Dr. dipl. Ing. ETH, Alexandre Fauchère, dipl. Ing ETH Ausgangslage In Thun ist ein neues Verteilzentrum der schweizerischen Post zu planen. Das Bauwerk, das in konventionellem Stahlbau erstellt wird, wird eine Umschlagshalle aufnehmen. Geplant ist zudem ein Verwaltungskomplex. Das dreistöckige Gebäude ist mit Büro- und Sitzungszimmern versehen. Das Projekt wurde vom Architekturbüro Viktor Burri AG,Thun entworfen. Zielsetzung Ziel der Thesis ist das Erstellen und Dimensionieren der Stahlbauteile sowie des Gebäudekomplexes. Dafür sind die Abmessungen der Bauteile zu bestimmen und die statischen Nachweise zu führen. Weiter müssen diverse Verbindungsdetails gelöst werden. Das Projekt soll mit zwei Ausführungsplänen visualisiert werden. Umsetzung Im Variantenstudium werden verschiedene Konstruktionen untersucht. Die beste Lösung für beide Teilprojekte muss den Kriterien Konzept, Wirtschaftlichkeit und Ästhetik standhalten. Für die Halle besteht sie aus einer Stahlkonstruktion und für den Verwal-
tungstrakt aus einer Verbunddecke. Fürs Hauptprojekt werden ein Aussteifungskonzept erstellt und statische Nachweise für die Bauteile geführt. Die Ergebnisse sind in einem technischen Bericht zusammengefasst. Dazu wird das Projekt durch zwei Konstruktionspläne visualisiert.
64 Stahlbau Projekt Untersuchung der Brienzer Bachtalen-Brücke, einer Stahl-Fachwerkbrücke aus dem Jahre 1915 Diplomand Severin Zwahlen Examinator / Experte Martin Schollmayer, Dr. ès sciences EPFL, dipl. Ing. TU, Beat Durrer, dipl. Ing. HTL / FH Ausgangslage Die Schweiz hat ein sehr gut ausgebautes Eisenbahnnetz. Die Schienen führen aber nicht nur über Stock und Stein, sondern auch über diverse historische Brücken, zum Beispiel über die genietete Stahl-Fachwerkbrücke, die sich bei Brienz (BE) über die Bachtalen spannt. Die Brücke wurde 1915 errichtet. Sie hat eine Spannweite von 25 m. Da sie aus einer Zeit stammt, in der Schweiss- und Schraubverfahren noch unbekannt waren, sind
die grösseren Profile der Brücke mit Winkeleisen und Nieten verbunden. Nun geht es darum, den Zustand des Bauwerks zu überprüfen. Zielsetzung Die Thesis soll untersuchen, ob Tragsicherheit und Gebrauchstauglichkeit der 98-jährigen Brücke noch gewährleistet sind. Dazu sind die entsprechenden Nachweise zu führen. Ausserdem muss eine Nutzungsvereinbarung und eine Projektbasis erstellt werden. Die Ergebnisse aus der Berechnung sollen bewertet werden. Gegebenenfalls sollen Sanierungsvorschläge gemacht werden. Umsetzung Die Brücke hält und kann erhalten bleiben. Sie muss aber verstärkt werden. Die Fahrbahnträger müssen ausgewechselt, die Querträger mit Verbänden verstärkt werden. Die Profile und Verbindungen, die wegen der beschränkten Zeit noch nicht auf ihre Tragsicherheit hin überprüft wurden, sind noch genauer zu untersuchen. Die Abbildung auf der nebenstehenden Seite zeigt die BachtalenBrücke, das Bild darunter visualisiert die vorgeschlagenen Sanierungsmassnahmen.
66 Brückenbau Projekt Rad- und Fusswegbrücken in Thun Diplomand Adrian Linz Experte Martin Dietrich, dipl. Ing. ETH / SIA, Ulrich Baierlipp, dipl. Ing. TH, Architekt AKNW, Oliver Studer, Projektleiter Tiefbauamt Thun Ausgangslage Mit dem Neubau des Wohnquartiers Selve in der Stadt Thun ist ein neuer Rad- und Fussweg geplant, der zum Bahnhof Thun führt. Die gewählte Route führt entlang der SBB-Hauptlinie. Sie kreuzt drei für Thun wichtige Strassenverbindungen: die Frutigenstrasse beim Bahnhof, die Mittlere Strasse sowie die Allmendstrasse im Selvequartier. Zwei der Strassenquerungen, die Mittlere Strasse und die Allmendstrasse, weisen zurzeit noch keine Brücken auf. Die Rad- und Fusswegbrücke über die Frutigenstrasse beim Bahnhof Thun wird irgendwann ersetzt werden müssen. Zielsetzung Ziel der Arbeit ist das Zusammentragen und Analysieren der Grundlagen mit anschliessendem Variantenstudium. Eine ausgewählte Brückenvariante ist für einen der Standorte auf Stufe Vorprojekt weiterzubearbeiten. Umsetzung Die Thesis entwickelt eine Variante für die Mittlere Strasse. Sie sieht ein seitlich liegendes Tragsystem vor. Wegen der kurzen
Spannweite von nur rund 20 m konnten gleich zwei verschiedene Vorschläge ausgearbeitet werden. Sie unterscheiden sich hauptsächlich im Material: Stahlfachwerkbrücke oder BetontrogBrücke. Beide wirken schlicht und elegant. Die recht kurze Spannweite rechtfertigt als Tragkonzept einen einfachen Balken. Die Brücken integrieren sich durch ihre einfache Form optimal in die Umgebung, wirken aber auch als eigenständiges Bauwerk.
68 Brückenbau Projekt Rad und Fusswegbrücken in Thun Diplomand Laurent Schöni Examinator / Experten Martin Dietrich, Dipl. Ing. ETH / SIA, Ulrich Baierlipp, Dipl. Ing. TH, Architekt AKNW, Oliver Studer, Projektleiter Tiefbauamt Thun Ausgangslage In Thun soll ein neuer Rad- und Fussweg entlang den SBB Bahngleisen entstehen. Der Weg wird das neu entstandene Wohnquartier Selve mit dem Bahnhof Thun verbinden. Bei dieser Verbindung müssen insgesamt drei Strassen überquert werden. Um dies zu bewerkstelligen hat die Stadt Thun ein Vorprojekt in Auftrag gegeben, um Brücken über die drei Strassen zu erstellen. Zielsetzung Die Thesis soll ein Variantenstudium durchführen sowie die Materialisierung und Ausarbeitung einer Brücke bis auf Stufe Vorprojekt vornehmen. Das Resultat ist eine einseitig abgespannte Schrägseilbrücke, deren einziger Längsträger auf Torsion und Biegung beansprucht wird. Die Brücke lenkt die Sicht von den dahinterliegenden SBB Masten und der sanierungsbedürftigen Unterführung ab und ist mit ihrem Pylon von weitem sichtbar. Umsetzung Die Vordimensionierung erfolgt von Hand. Das gewählte Brückensystem wird anschliessend durch das Statik-Programm CUBUS
geprüft und optimiert. Dabei zeigt sich, dass die Durchbiegungen infolge Torsionsspannung enorm werden. Deshalb muss der Torsionsträger fast doppelt so gross ausfallen wie für die Tragsicherheit nötig. Das Tragwerk hat einen kritischen Eigenfrequenzbereich; Fussgänger können es zu Schwingungen anregen. Die Lösung liegt in einem zusätzlichen Rohrträger, der auf einem Abfangträger aufliegt. Damit wird das ganze Tragsystem steifer, die Durchbiegungen lassen sich begrenzen.
70 Brückenbau Projekt Rad und Fusswegbrücken über die Allmendstrasse in Thun Diplomant Janik Lüthi Examinator / Experten Martin Dietrich, Dipl. Ing. ETH / SIA, Ulrich Baierlipp, Dipl. Ing. TH, Architekt AKNW, Oliver Studer, Projektleiter Tiefbauamt Thun Ausgangslage Die Stadt Thun möchte das neu gebaute Selve-Wohnquartier und das Schwäbis durch eine Langsamverkehrsverbindung mit dem Bahnhof erschliessen. Um dieses Vorhaben zu verwirklichen, braucht es drei Überquerungen von wichtigen Verbindungsstrassen in Thun. Damit der Langsamverkehr die Verbindungsstrassen nicht stört, sollen drei Fuss- und Radwegbrücken erstellt werden. Eine davon ist bereits gebaut, gilt jedoch als Provisorium. In der Thesis wird eine dieser Fussgängerbrücken entworfen und dimensioniert, konkret eine Bogenbrücke über die Allmendstrasse. Der Bogen ist einseitig und verläuft oberhalb der Fahrbahn. Am Bogen hängt ein Torsionsrohr, an dem die Fahrbahnplatte als Kragarm befestigt ist. Zielsetzung Die Brücke soll dem Langsamverkehr eine attraktive und trotzdem machbare Lösung für die Überquerung der Allmendstrasse bieten. Wer die Brücke zum ersten Mal befährt, soll den Bogen als Erlebnis auffassen.
Ergebnisse / Umsetzung Die Variante ist keine schlichte Lösung. Sie will etwas darstellen und die schöne Stadt Thun optisch aufwerten. Die aufwendige Konstruktion jedoch bringt auch Schwierigkeiten mit sich. Besonders die Gebrauchstauglichkeit ist mit einem einseitigen KragarmSystem, das auf Torsion Kräfte überträgt, schwierig einzuhalten. Die Thesis versucht jedoch, alle Probleme, die die anspruchsvolle Brücke mit sich bringt, zu lösen. Da sich die Schwingungen mit dem gewählten System konstruktiv nicht eliminieren lassen, wird die Brücke allenfalls Schwingungsdämpfer benötigen, um eine unkontrollierte Resonanz zwischen Erreger-und Eigenfrequenz zu verhindern.
72 Brückenbau Projekt Rad und Fusswegbrücken in Thun Diplomand Daniel Schüpbach Examinator / Experten Martin Dietrich, Dipl. Ing. ETH / SIA, Ulrich Baierlipp, Dipl. Ing. TH, Architekt AKNW, Oliver Studer, Projektleiter Tiefbauamt Thun Ausgangslage Die Stadt Thun plant eine Verbindung für den Langsamverkehr zwischen dem Bahnhof Thun und dem neuen Selve-Quartier, um das dahinterliegende Schwäbis-Quartier besser erreichbar zu machen. Diese Verbindung wird entlang der Bahntrasse gebaut, was zwei neue Brücken erforderlich macht. Die eine führt über die Mittlere Strasse, die andere über die Allmendstrasse. Zur Zeit führt die Verbindung zwischen Bahnhof und dem Schwäbis-Quartier entlang der Hauptstrasse.. Ein Radweg wird die Sicherheit und die Fahrzeit zwischen Quartier und Bahnhof verbessern. Zielsetzung Die Thesis entwickelt und analysiert verschiedene Varianten von Langsamverkehrsbrücken. Die geeignetste wird bis auf Stufe Vorprojekt weiterentwickelt. Ergebnisse / Umsetzung Die ausgewählte Variante bezieht sich auf den Standort Allmendstrasse. Sie besteht aus einem unterliegenden Stahltragwerk, das
die Funktion eines Verbundträgers hat. Bedingt durch die örtlichen Gegebenheiten wurde die Brücke mit einer Zwischenstütze geplant, wodurch der Querschnitt erheblich in der Höhe reduziert werden konnte. Durch die Vorgaben der Linienführung ergab sich ein Längsgefälle von ca. 6 % und ein Quergefälle von 2,5 %. Durch die schlichte Bauweise wirkt die Brücke elegant. Sie trägt zur Verschönerung der Stadt Thun bei. Die Brücke ist auch ohne grosse Anpassungen auf die Mittlere Strasse übertragbar.
Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau Bachelor Bauingenieurwesen Pestalozzistr. 20 Postfach 1058 3401 Burgdorf Tel. +41 34 426 41 04 infobau.ahb@bfh.ch www.ahb.bfh.ch