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Instandsetzungskonzept für historisches Bauwerk

Laufenmühle Viadukt
Instandsetzungskonzept für historisches Bauwerk
Ansprechpartner:

Prof. Dr. Andreas Gerdes

Links:
Projektgruppe:

Entwicklung

Partner:

BWN-Bauingenieure GbR, Förderverein Welzheimer Bahn e.V., FPI Forschungs- und Prüfinstitut Steine und Erden Karlsruhe, IGP Ingenieurbüro Dr.-Ing. Gabriele Patitz, Ingenieurbüro H. Rothenhöfer, IYONYS AG, KIT Innovation HUB

Starttermin:

August 2015

Endtermin:

2019

Projektinformation

Instandsetzungen von Bauwerken sind nicht nur auf Material- und Werkstoffebene anspruchsvolle Projekte. An einem Sanierungsprojekt arbeiten Ingenieurbüros, Bauunternehmen und Beratungsunternehmen. Vorgehensweisen, Abläufe und Maßnahmen müssen abgestimmt, koordiniert und einwandfrei umgesetzt werden.

Noch komplexer sind die Anforderungen für historische Bauwerke die unter Denkmalschutz stehen. Baustofftypen, Bauweisen und die Ausführung unterscheiden sich stark von heutigen Methoden und Verfahren. Viele historische Bauwerke werden noch bis heute für den Nah- und Fernverkehr genutzt, die technische Funktionsfähigkeit und Standsicherheit der Bauwerke ist eine wichtige Voraussetzung.

Die Herausforderung: Laufenmühle Viadukt

Das 1909 erbaute Laufenmühle-Viadukt ist Teil eines Ensembles von drei Eisenbahn-Viadukten in Süddeutschland. Bestehend aus acht Bögen unterschiedlicher Konstruktionen und Stützweiten, besitzt das Bauwerk eine Gesamtlänge von 168 Metern. Heutzutage wird es temporär von einer Museumsbahn genutzt, deshalb muss die Standsicherheit des Bauwerks regelmäßig nachgewiesen werden. 2015 wurde bei dieser Prüfung ein Instandsetzungsbedarf festgestellt. Aufgrund der historischen Bauweise stellte sich heraus, dass eine Instandsetzungsplanung nach heutigen Regelwerken nicht denkmalgerecht wäre. Würde man das Viadukt mit heutigen Standard-Methoden sanieren wären Aufwand und Kosten sehr hoch und der Denkmalcharakter gefährdet. Mit dem Ziel, die Optik zu erhalten und eine schonende und nachhaltige Sanierung durchzuführen, startete das Projektteam in eine große Herausforderung.

Die Lösung: ein Individuelles Instandsetzungskonzept

Um die Instandsetzung an das Bauwerk anzupassen, wurde ein neuer Ansatz für die Zustandsanalyse, Datenauswertung und Instandsetzungsplanung erarbeitet. Der Ansatz zeichnet sich durch ein substanzorientiertes, kostenoptimiertes Konzept aus d.h. die Instandsetzungsmaßnahmen wurden speziell auf die über 100 Jahre verwendeten Betone angepasst. Auf Material- und Bauteilebene wurden Zustandsanalysen per Radar und Ultraschall durchgeführt, um aktuelle Schäden zu identifizieren und auftretende Schadensbilder exakt zu analysieren. Diese Analyse lieferte Informationen über den Zustand des Bauwerks und eine enorme Datenmenge an Informationen, die im nächsten Schritt ausgewertet wurden.

Folgende Schadensbilder wurden identifiziert:

  • lokal auftretende, flächige Abplatzungen im oberflächennahen Bereich
  • wasserführende Risse und Hohlstellen
  • freiliegende und korrodierende Eisenbewehrungen
  • Carbonatisierung
  • Kalkaussinterungen, die auf einen Wassertransport durch Risse im Bauwerk hinweisen
  • Defekte Fugen, durch die Wasser in das Bauwerk eindringen kann
  • Verfärbungen durch Biofilme
  • Korrosion und Pflanzenbewuchs als Folge der Biofilme

Das Vorgehen: Ein Objektspezifischer Arbeitsplan

Die Basis für das Instandsetzungskonzept bildeten die Ergebnisse der ausgewerteten Datenmenge. Auf diese Weise wurde ein Arbeitsplan entwickelt, der speziell auf das Viadukt, die Bauweise, den aktuellen Zustand und dessen Schadensbilder angepasst ist. Eine Kombination aus klassischen Methoden der Bauwerksdiagnostik wie z.B. dem Schmidt-Hammer, zur punktgenauen Messung der Druckfestigkeit von Beton ohne den Werkstoff zu beschädigen und modernen analytischen Methoden aus den Werkstoffwissenschaften, ermöglichten es, dass Bauwerk sachgerecht zu beurteilen. Für das bauwerksspezifische Projektmanagement wurden sechs Module definiert, die mit klaren und überprüfbaren Zielen terminiert wurden.

Ergebnisse:

  • Erhalt des denkmalgeschützten Charakters des Bauwerks
  • Kostensenkung von ca. 3,5 Millionen auf 2,2 Millionen für die Stadt Welzheim
  • Durchführung der Instandsetzung innerhalb des Budget- und Zeitplans

 

FACTS:

  • Historische Bauwerke aus den Anfängen des Stahlbetons spielen eine wichtige Rolle in unserer modernen Infrastruktur.
  • Moderne Regelwerke können bei der Sanierung von denkmalgeschützten Bauwerken nur eingeschränkt angewendet werden.
  • Die Zustandsanalyse von denkmalgeschützten Bauwerken erfordert die Entwicklung von objektangepassten Konzepten.
  • Moderne natur- und ingenieurwissenschaftliche Verfahren und Techniken, liefern detailliertere Informationen über den Zustand eines Bauwerks und ermöglichen eine höhere Planungstiefe.
  • Die Erprobung und Erfolgskontrolle von geplanten Instandsetzungsverfahren liefern wichtige Daten für die Erarbeitung von Ausschreibungsunterlagen.
  • Maßnahmen zur Qualitätssicherung und risikoangepasstes Monitoring während der nachfolgenden Nutzung sind unverzichtbare Bestandteile des Instandsetzungskonzeptes.

 

HINWEIS:

Weitere Informationen zu den Planungsarbeiten der Sanierung finden Sie in der Zeitschrift BAUSUBSTANZ Thema: Betoninstandsetzung
Der Titel beschreibt die Planungsarbeiten für die Sanierung des über 100 Jahre alten denkmalgeschützten Laufenmühle-Viadukts von der Bestandserfassung und Bestandsbewertung bis zur statischen Nachweisführung und Ausführungsplanung.