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Bergstation Neue Bayerische Zugspitzbahn

Stahlbau Pichler GmbH

Ausgewählte Einreichung 
'Ingenieurpreis des Deutschen Stahlbaues 2019'
Baucon ZT GmbH / Stahlbau Pichler GmbH

Erläuterungsbericht zur Einreichung beim 'Ingenieurpreis des Deutschen Stahlbaues 2019' von Baucon ZT GmbH / Stahlbau Pichler GmbH

Aufgabenstellung
Die Bayrische Zugspitzbahn Bergbahn AG hat 2013/2014 beschlossen, die 1963/1964 errichtete Eibseebahn auf die Zugspitze neu zu bauen.
Dazu wurden Generalplanerleistungen und Seilbahntechnik ausgeschrieben für ein Vorprojekt, das bei der Bergstation eine Überspannung der Besucherterrasse für die Rückspannung der Seilkräfte und des neuen Gebäudes erforderte. Wegen geringen zulässigen Bodenpressungen war das Vorprojekt viel kleiner als die ausgeführte Station.

Foto: Bayerische Zugspitzbahn Bergbahnen AG

Die Aufgabenstellung für das Generalplanerteam war daher vielfältig:

  • Das bestehende Gebäude der Bergstation musste weitgehend erhalten bleiben, der Neubau hatte sich am Bestand und seiner Tragfähigkeit zu orientieren.
  • Während der auf drei Jahre festgelegten Bauzeit musste die bestehende Eibseebahn noch zwei Jahre in Betrieb bleiben.
  • Die neue Bergstation auf der Zugspitze sollte möglichst viel Platz für Besucher bieten (Restaurant und Terrasse).
  • Das vorermittelte Gesamtbudget für die Seilbahn war mit ca. 50 Mio Euro begrenzt.
  • Die Bautermine (Herbst 2014 bis Mitte Dezember 2017) mussten eingehalten werden
  • Die gegebene Geometrie des Berges (freier Absturz des Felsens im Norden) und der bestehenden Gebäudestruktur war sehr komplex.
  • Die Platzverhältnisse am Berg waren extrem eng und erforderten eine sehr sorgfältige Planung der Baustelle und der Baustellenlogistik
  • Vorgaben der Geologie wegen des Permafrostes im Fels:

An der Nordseite wurden an der Absturzkante nur 750 kN/m2 an Felspressung zugelassen, in ca. 8m Entfernung von der Absturzkante waren es  1500 kN/m2 .
Das sind für den vorliegenden Fels (Wettersteinkalk) sehr niedrige Werte.

  • Die neue Bergstation muss alle Bewegungen des Felsens, die infolge des Permafrostes in den kommenden 50 Jahren auftreten, schadlos aufnehmen können.

Lösungsweg
Wir suchten nach einer Lösung, die gegenüber dem vorgegebenen Entwurf folgende Änderungen möglich machte:

  • Die Rückspannung des neuen Gebäudes und der Seilkräfte sollte nicht über die Besucherterrasse (Beeinträchtigung des Panoramablickes), sondern in Höhe einer der Decken durch das bestehende Gebäude hindurch nach Süden führen.
  • Die neue Bergstation sollte so groß wie möglich werden, mit mehr Fläche für die Besucher.

Für den Bau einer weitaus größeren Station mussten die vorgegebenen Bodenpressungen maximal ausgenutzt werden. Dies kann man nur erreichen, wenn man die Bodenpressungen variieren kann. Dazu haben wir eine stufenweise Rückspannung der im Norden bis zu 35m weit auskragenden Station gewählt.
Wenn durch den Bau der Station die maximalen Felspressungen an der nördlichen Fundamentkante erreicht waren, wurde die Rückspannung soweit erhöht, dass an der südlichen Fundamentkante die maximalen Pressungen erreicht waren und an der Nordkante eine klaffende Fuge auftrat. Danach konnte das Stationsgebäude weitergebaut werden.

Wichtig dabei war, dass der auskragende Stationsbau so leicht wie möglich wurde. Das war nur mit einer Stahlkonstruktion erreichbar. Auch die Montierbarkeit im freien Vorbau und in der kalten Jahreszeit waren wesentliche Pluspunkte für die Stahlkonstruktion.
Die Stahlbetonkonstruktion wurde wegen der Witterungsabhängigkeit auf ein Minimum beschränkt. Die lotrechten Stahlbetonschächte auf der Nordseite waren wegen der Torsions- und Biegesteifigkeit für die Tragseile und die Rückspannung erforderlich.
Sie tragen alle Vertikallasten über die Fundamente in den Fels ein.
Die Bodenpressungen wurden mit eingebauten Druckmessdosen laufend kontrolliert.
Die Stahlkonstruktion und auch die Seilbahntechnik wurden an die Betonschächte angehängt und schrittweise im freien Vorbau montiert.
Die Rückspannung der Betonschächte wurde in Höhe der Decke über dem Bahnsteigniveau durch das Bestandsgebäude durchgeführt. Als Spannglieder wurden EX72 von DSI verwendet, weil man diese nicht nur nachspannen sondern auch nachlassen kann. Mit diesen Variationsmöglichkeiten kann man alle prognostizierten Bergbewegungen infolge der Permafrostveränderungen in den nächsten 50 Jahren ausgleichen.
Der Rückspannbock auf der Südseite wurde als Stahlkonstruktion mit Hohlprofilen ausgeführt. Die Fundamente und der Querriegel des Rückspannbockes sind aus Stahlbeton. Auch hier war die bessere Wetterunabhängigkeit und die weitgehende Vorfertigung der Hauptgrund für die Wahl der Konstruktion aus Stahl.

Selbstverständlich hatten der Geologe und der Architekt maßgeblichen Anteil am Gelingen des Projektes.

Das Ergebnis unseres Konzepts überzeugte den Bauherrn schließlich und er beauftragte die Gruppe BauCon (ARGE-Leitung und Tragwerksplanung) – Hasenauer (Architekt) – AIS (Projektmanagement) mit der Generalplanung der neuen Deutschen Zugspitzbahn.

Zusammenfassung
Mit der gewählten Bauweise waren sowohl Stahl- als auch Stahlbeton- und Spannbetonkonstruktionen erforderlich. Dominierend war dabei der Stahlbau.
Damit waren alle Anforderungen erfüllbar, z.B. die Einbindung des bestehenden Gebäudes  und der laufende Betrieb der bestehenden Bahn während der Bauzeit.
Auch der vorgegebene Kostenrahmen und der Fertigstellungstermin wurden eingehalten.

BauCon hat als verantwortliches Büro für Statik und Konstruktionsplanung vom ersten statischen Variantenentwurf weg die gesamte Konstruktionsplanung mit allen Berechnungen und Detailplänen für Stahlbau, Stahlbeton- und Spannbetonbau erarbeitet. Für die tragende Stahlkonstruktion wurden dabei auch alle Werkstattpläne und NC-Daten erarbeitet und an die Fa. Pichler weitergegeben.
Alle Planungen erfolgten dabei mit Hilfe eines umfassenden 3D-Modells (Aushub, Beton, Spannstahl und gesamter Stahlbau) in Tekla.

Pichler hat als Stahlbauunternehmen die gesamte Stahlbaufertigung, Lieferung und Montage der sehr aufwendigen Stahlkonstruktionen durchgeführt.
Weiters wurde die gesamte Fassade von Pichler für die Werkstätte geplant, gefertigt, geliefert und montiert
Insbesondere die Montagearbeiten bei Wind und Wetter in schwindelnder Höhe wurden hervorragend bewältigt.

Großer Dank gebührt dem Bauherrn, der diese einzigartige Konstruktion einer Bergstation von Planungsbeginn an mitgetragen und damit dem Planer und den ausführenden Firmen vollstes Vertrauen entgegengebracht hat.

Daten zur Bergstation / verbaute Massen:
- Beton gesamt  1600 m3
- Betonstahl gesamt  390 to
- Spannstahl EX72  30 to
- Stahlbau Nord  800 to
- Stahlbau Süd  200 to
- Stahlbau Unterfangungen etc.  50 to
- Glasfassaden  2100 m2
- Alu-Blechfassaden  900 m2

Daten zur neuen Zugspitzbahn:
Gipfelhöhe 2962m ü. NHN
Pendelbahn mit zwei Spannfeldern und einer Stütze
Gesamtlänge 4466,90m
weltweit längstes freies Spannfeld  3213m
weltweit größte Höhendifferenz  1945,25m
weltweit höchste Stahlbaustütze für eine Pendelbahn  127m
2 Kabinen für je 120 Personen
Fahrgeschwindigkeit 10,6 m/s
Jungfernfahrt am 21.12.2017

 

Fertigstellung
2017
Architekt
HASENAUER.ARCHITEKTEN ZT.GmbH
Ingenieur
Dr. techn. Dipl.-Ing. Hans-Georg Leitner Baucon ZT GmbH
Bauherr
BAYERISCHE ZUGSPITZBAHN Bergbahn AG