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EMPA: Nachlese zum Wissenschaftsapéro an der Empa-Akademie: «Die Brücke der Zukunft»

Dübendorf (ots)

Seit gut 50 Jahren gibt es in der
Brückenbautechnologie keine Neuerungen mehr, stellte Prof. Dr. Dr. 
h.c. Christian Menn, Schweizer Brückenbauer von Weltruf, am 
Wissenschaftsapéro fest. Der Bauingenieur - 2001 mit dem 
renommierten Outstanding Structure Award (IABSE) für den Entwurf der 
Sunnibergbrücke bei Klosters ausgezeichnet - monierte beim Vortrag 
an der Empa-Akademie, dass in der Brückenbautechnologie bereits seit 
längerem keine Innovationen mehr stattgefunden hätten, während in 
Auto- und Flugzeugbau, Physik und Chemie laufend grosse Fortschritte 
gemacht wurden.
Brücken besitzen zwar immer grössere Spannweiten: Die längste 
Brücke der Welt, die 2000 m Spannweite umfassende Akashi-Brücke in 
Japan (1998), unterscheidet sich in ihrer Bauweise jedoch kaum von 
der berühmten, 60 Jahre älteren Golden Gate Bridge in San Francisco. 
Um in Zukunft spektakuläre bauliche Wahrzeichen, so genannte 
Signature-Brücken, errichten zu können, braucht es neue Materialien 
und Technologien, welche die Kreativität der konstruktiven 
Ingenieurinnen und Ingenieure unterstützen.
Technologien und Materialien für grazilere, leichtere Bauwerke sind 
gefragt
Neben den Signature-Brücken würden auch unsere Standardbrücken, 
die sich eher an wirtschaftlichen Kriterien als an ästhetischen 
Werten orientieren, von Fortschritten in materialtechnischer 
Hinsicht profitieren. Nicht bloss, dass bestimmte Ideen sich heute 
ingenieurtechnisch gar nicht realisieren lassen - in den gängigen 
Materialien für Brückenbauten, Beton und Stahl schlummern 
unangenehme Überraschungen. Wird das Bewehrungsmaterial Stahl zwecks 
Korrosionsschutz mit einer mehrere Zentimeter dicken Schicht Beton 
überdeckt, ist es zwar erst einmal vor der Zersetzung geschützt. 
Durch eindringendes Wasser und chemische Einflüsse (z.B. durch 
Chloride) beginnt jedoch auch Betonstahl zu korrodieren. Für 
Christian Menn handelt es sich bei der obsessiven Betonüberdeckung 
des Bewehrungsstahls deshalb um eine heilige Kuh, die geschlachtet 
werden sollte. Durch Reduktion der Betonüberdeckung wären beim 
Brückenbau kleinere Querschnitte realisierbar, die grazilere, 
leichtere Bauwerke zuliessen. Nicht zuletzt wegen des geringeren 
Materialverbrauchs würden sie auch finanziell günstiger zu stehen 
kommen. Allerdings müssten dann andere Massnahmen - wie Abdichtungen 
und Beschichtungen - ergriffen werden, um den Betonstahl vor 
korrosiven Einflüssen zu schützen. Christian Menn plädierte deshalb 
für mehr Forschung und Entwicklung, z.B. für zähere Beschichtungen 
des Betonstahls und Versiegelung der Betonoberfläche. Er ermunterte 
auch zu der in Europa unkonventionellen Bauweise der externen 
Vorspannung.
Adaptive Brückenmodelle von der Empa
Für die Lösung von aktuellen Problemen an bestehenden und im Bau 
befindlichen Brücken setzen sich die IngenieurInnen der Abteilung 
Ingenieur-Strukturen an der Empa ein. Ihr Leiter, Dr. Masoud 
Motavalli, präsentierte eine Fülle von Vorschlägen, wie schwierige 
Aufgaben in Theorie und Praxis gelöst werden könnten. Eine mögliche 
Zukunft sieht er in intelligenten bzw. adaptiven Brückensystemen. 
Schlankere Konstruktionen und grössere Spannweiten bewirken eine 
steigende Anfällligkeit auf Schwingungen. Gerade bei 
Schrägseilbrücken besteht ein andauernder Kampf gegen unerwünschte 
durch Wind und Verkehr verursachte Schwingungen. Ein System aus 
passiven, semi-aktiven oder aktiven «intelligenten» Dämpfern an den 
Brückenseilen wirkt diesen Brückenschwingungen und somit 
Ermüdungsschäden entgegen und verleiht auch den BrückenbenutzerInnen 
ein sichereres Gefühl beim Befahren und Begehen der Brücke. Die 
Schwingungen lassen sich durch diese Dämpfer vermindern, weil diese 
«intelligent» auf Anregungen reagieren. Ein geschlossenes 
Rückkopplungssystem registriert mit Sensoren die auftretenden 
Kräfte, vergleicht sie mit «Normalschwingungen» und Systemparametern 
wie Kabelkräften und Systemsteifigkeit und veranlasst schliesslich 
bei Abweichungen den Einsatz einer mit Strom erzeugten 
Dämpfungskraft. Um die Dynamik und den Einsatz von passiven, semi- 
aktiven und aktiven Dämpfungen besser erforschen zu können, soll an 
der Empa demnächst ein modulares Fussgängerbrücken-System erprobt 
werden. Dazu wird ein Schrägseilbrücken-Modell im Masstab 1:1 mit 20 
m Spannweite gebaut, das auch als einzigartiges Schulungsobjekt 
verwendet wird.
Was ist der Wissenschaftsapéro?
An den regelmässig stattfindenden Wissenschaftsapéros greift die 
Empa-Akademie fachlich und gesellschaftlich relevante Themen auf. In 
drei bis vier halbstündigen Vorträgen präsentieren ReferentInnen aus 
Forschung, Politik und Wirtschaft Ergebnisse und Ansichten zu einem 
vorgegebenen, aktuellen Inhalt. Anschliessend stehen sie auch den 
nicht aus dem Fach stammenden Gästen entweder in der 
Diskussionsrunde oder beim Apéro Rede und Antwort. Der nächste 
Wissenschaftsapéro findet statt am 10. Februar 2003 zum Thema «Wenn 
der Rock brennt - wieviel hält die Kleidung aus?» Mehr dazu finden 
Sie unter http://www.empa.ch/
Den elektronischen Text und Bilder erhalten Sie bei: 
Martina Peter, Empa, Abt. Kommunikation/Marketing, 
Tel. 01 823 49 87, E-Mail:  martina.peter@empa.ch
Fachliche Auskunft: Dr. Masoud Motavalli, Empa, Abt. Ingenieur-
Strukturen, Tel. 01 823 41 16, E-Mail:  masoud.motavalli@empa.ch

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