Von wandernden Stützen & balancierenden Bauten

Stützen, die Seilbahnen tragen und mehrstöckige Bergstationen – diese tonnenschweren Kolosse aus Stahl und Beton sollen flexibel und beweglich sein? Müssen sie sogar. Denn der Untergrund, auf dem Stützen und Bauten stehen, ist nicht statisch und starr. Man könnte sagen, „der Gletscher lebt“. Denn aufgrund der Struktur, Temperatur und Masse des Eises sowie der Hangneigung ergibt sich eine Schubspannung, die den Gletscher in Bewegung versetzt.

Bauen auf Permafrost und in Gletschergebieten

Schätzungsweise 20% bis 25% der Landfläche unserer Erde bestehen aus Permafrostböden. Das heißt, dass diese Erdschichten ab einer bestimmten Tiefe ganzjährig gefroren bleiben. Neben den Polargebieten finden sich diese vor allem im Gebirge, so auch in den Alpen.

Gletscher hingegen bedecken nur einen geringen Anteil unserer Erdoberfläche. In etwa 10%, Tendenz fallend. Denn durch die Erderwärmung taut sowohl das Gletschereis, als auch das Eis im Boden, teilweise auf und schmilzt ab.

Das führt zu großen Herausforderungen beim Bauen im Gebirge. Dennoch passiert dieser Vorgang des Wanderns und Abschmelzens nicht so schnell, dass nicht mit modernster Technik und Ingenieurskunst ausgleichend darauf reagiert werden könnte. Wir wollen uns einige Beispiele genauer ansehen.

Die Kombi-Gletscherbahn Riederalp-Blausee-Moosfluh.

Die Kombi-Gletscherbahn Riederalp-Blausee-Moosfluh. ©aletscharena.ch

Die Kombi-Gletscherbahn Moosfluh

Auf dem größten und längsten Gletscher der Alpen, dem Aletschgletscher, befindet sich das Gletscherskigebiet Aletsch Arena. Der knapp 120 km² große und 24 km lange Gletscher bietet beste Voraussetzungen zum Skifahren und Wandern. So wurde 2015 die neue Kombi-Gletscherbahn Moosfluh errichtet. Dabei liegen nicht nur die Berg- und Teile der Mittelstation auf instabilem Grund, auch mehrere Stützen müssen beweglich gelagert werden. Eine technische Meisterleistung. Aber wie funktioniert das nun genau mit diesen „wandernden Stützen“?

Stütze mit Verschiebechassis.

Stütze mit Verschiebechassis. ©aletscharena.ch

Die gesamte obere Sektion der Gletscherbahn soll sich lt. Valentin König, Bergbahnchef der Bettmeralp Bahnen AG, in den kommenden 25 Jahren geschätzte elf Meter weit und neun Meter tief mit dem Untergrund mitbewegen. Die Bergstation liegt hierzu in einer Betonwanne, die mit hydraulischen Pressen ausgestattet ist. So können die vertikalen und horizontalen Verschiebungen von ca. 1.000 Tonnen Masse ausgeglichen werden. Zur Überwachung und Kontrolle dient das sogenannte Rope Position Detection System, bestehend aus Sensoren und GPS-Empfängern. Die um 2° drehbare Mittelstation und die auf Schienen gelagerten Stützen können dementsprechend neu auf die Seilachse ausgerichtet werden.

Einzig die enge Zusammenarbeit des Ingenieurbüros SPI, des Geologiebüros OSPAG sowie der Seilbahnbauer von Garaventa /Doppelmayr ermöglichte diese konstruktiv wie intelligente neuartige Konstruktion. Und Kosten und Aufwand lohnen sich, denn nur so kann das sensible Ökosystem der Walliser Berge nachhaltig geschützt werden ohne das Dorf Riederalp von der Außenwelt abzuschneiden.

Dank ausgeklügelter Bauweise steht das Pardorama felsenfest trotz wackeligem Grund.

Dank ausgeklügelter Bauweise steht das Pardorama felsenfest trotz wackeligem Grund. ©Ricardo Gstrein TVB IMST - Silvrettaseilbahn AG

Das Bergrestaurant Pardorama

Im Skigebiet Ischgl befindet sich auf dem 2.620 m hohen Pardatschgrat das moderne, dreigeschossige Bergrestaurant Pardorama. Die Stahl- und Glaskonstruktion des Innsbrucker Architekten Manfred Jäger ersetzte im Jahr 2005 zwei Vorgängerbauten an gleicher Stelle, die zuvor aufgrund schwierigster Bodenverhältnisse abgerissen werden mussten. Der Frost-Tauwechsel innerhalb der Bergblöcke führt zu Hebungen und Senkungen der Bergoberfläche von bis zu 40 Millimetern pro Jahr.

Tragwerksmodell des Bergrestaurants Pardorama in Ischgl.

Tragwerksmodell des Bergrestaurants Pardorama in Ischgl. ©Silvrettaseilbahn AG

Die Lösung: Das 3.600-Tonnen-Gebäude ist als in sich starrer Block konstruiert. Durch die Konstruktion sind Spannungen, Risse oder Wölbungen im Gebäude ausgeschlossen. Auf nur drei Fundamenten gelagert, wird das Bergrestaurant einmal jährlich durch die mit hydraulische Pressen wieder in die Horizontale nivelliert. Eingeschobene Stahlplatten fixieren das Bauwerk. Dabei beobachten ein Statiker und Geologe die Bewegungen und Anpassungen mit Argusaugen. Zehn bis 60 Millimeter werden so jährlich in etwa ausgeglichen.

Beitrag aus Einstein vom 25.10.2012 zur Konstruktion des Restaurants und Österreichs höchstgelegenen Konferenzraumes Pardorama.

Schutz von Seilbahnbauten im Gebirge

Da nicht immer solch ausgeklügelte Lösungen möglich oder nötig sind, gibt es eine Reihe weiterer Maßnahmen, die Seilbahnbauten im Gebirge vor Bewegungen des Untergrunds schützen bzw. dafür wappnen sollen. Auf Schienen gelagerte Stützen können sich beispielsweise so bei Setzungen mit dem Boden verschieben. Eine weitere konstruktive Möglichkeit sind sogenannte Pendelstützen. Diese „schwimmen“ im Permafrostboden und werden über Spannkabel fixiert. Die Erwärmung der Erdoberfläche rührt natürlich auch von der abgestrahlten Energie der Gebäude aus. Eine Gegenmaßnahme, die hilft, ist die thermische Entkoppelung von Bauwerk und Boden.

Über die Jahre wird sich zeigen, welche Methode die praktikabelste, günstigste und langfristigste Lösung bietet. Da sich jedoch die Regionen aufgrund ihrer Lage, Geologie und Nutzung deutlich voneinander unterscheiden, werden individuelle Antworten auch in Zukunft gefragt bleiben.

Titelbild: Modernste Technik bringt tonnenschwere Bauwerke zum Schweben und Tanzen. ©Silvrettaseilbahn AG

 

 

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