Projekte und Bauobjekte mit Betonfertigteilen in Spanien 2023: Gebäude und Infrastruktur

Dieser dritte und letzte Beitrag beschließt den Jahresrückblick auf einige der wichtigsten Bauprojekte von ANDECE-Mitgliedsunternehmen, bei denen Betonfertigteile eine zentrale Rolle spielten. Nach einem Fokus auf architektonische Fassaden [1] und städtische Räume [2] in den ersten beiden Artikeln kommt der Autor nun zu verschiedenen Ingenieurbauwerken und Bauvorhaben der technischen Infrastruktur, bei denen sich das volle Potenzial von Betonfertigteilen als industrielle Lösung gezeigt hat – sowohl hinsichtlich der Effizienz als auch, was die Steuerung aller Arbeitsschritte und die Montagegeschwindigkeit betrifft. Auch der ökologische Aspekt gewinnt bei der Entscheidungsfindung an Bedeutung, was dazu beiträgt, dass sich das Bauen mit Betonfertigteilen künftig noch stärker durchsetzen wird [3].

1 Zusammenarbeit von Hormipresa und Peikko bei der Fertigteilmontage im Rahmen der Erweiterung des Krankenhauses Hospital del Mar in Barcelona

Am symbolträchtigen Hospital del Mar in Barcelona werden derzeit umfassende Erweiterungen und Umbauten vorgenommen. Mit mehr als 40 m Höhe und neun oberirdischen Geschossen wird das Krankenhaus nach seiner Fertigstellung im Jahr 2025 das höchste in Fertigteilbauweise errichtete Gebäude auf der Iberischen Halbinsel sein.

Das Projekt wurde mit vorgefertigten Betonelementen industrialisiert, da diese Alternative funktionelle und zeitliche Vorteile bietet.Bei diesem Pionierprojekt bestehen sämtliche Stützen, Decken und Aussteifungskerne zu 100 % aus Betonfertigteilen ohne Schweißstellen. Um die Bauzeit noch weiter verkürzen und die extrem anspruchsvollen Fristen einhalten zu können, interessierte sich Hormipresa auch für unkonventionellere Lösungen. Ziel war es, das gesamte Projekt nach den Prinzipien der Kreislaufwirtschaft abzuwickeln, weshalb ein besonderes Augenmerk auf den Einsatz umweltfreundlicher Materialien und Lösungen gelegt wurde.

Es war nicht einfach, das Projekt neu zu konzipieren und sich dabei gleichzeitig an den Originalentwurf zu halten. Traglast und Tragfähigkeit sämtlicher Bauteile mussten neu berechnet werden, was sorgfältige technische Arbeit und eine Berücksichtigung aller Details erforderte. Der Originalentwurf enthielt verschiedene Elemente, die nicht für eine industrielle Fertigung geeignet waren, wie z. B. Auskragungen auf allen Geschossen, eine nicht senkrechte Anordnung von Stützen im Grund- und Aufriss, zahlreiche aufliegende oder abgehängte Bauteile und ein vor Ort zu montierendes Fassadensystem.

Aufgrund der zentralen Lage des Gebäudes war der auf dem Baustellengelände verfügbare Platz äußerst begrenzt und es gab nur eine Zufahrt. Deshalb mussten die Materiallieferungen sorgfältig geplant und mit den zusätzlich zur Errichtung des Bauwerks auszuführenden Arbeiten abgestimmt werden. Die Fertigteile mussten mithilfe von Kränen und Arbeitsbühnen auf 45 m Höhe angehoben werden.

Die allgemeinen Ziele des Projekts konnten nur dank der Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Peikko erfüllt werden, das eine große Anzahl an Verbindungselementen wie Stützenschuhe, Wandschuhe und Verbindungen für den vertikalen und horizontalen Anschluss der Bewehrung an die Aussteifungselemente sowie Auskragungen mit unterbrochenen Trägern und Stützen zur Verfügung stellte.

Durch die Umstellung auf Fertigteile konnte die Bauzeit für eine Fläche von 28.000 m² einschließlich der Kerne und Treppenhäuser auf nur sechs Monate verkürzt werden. Da weder Abstützungen noch Schalungen erforderlich waren, konnte die Dauer der Arbeiten in der Höhe verringert werden. Gleichzeitig sorgten die biegesteifen Verbindungen von Peikko insgesamt für mehr Sicherheit bei der Montage. Da das Gebäude direkt am Meer liegt, wurde ein Beton mit einer Druckfestigkeitsklasse C50/60 verwendet, der durch seine hervorragende Qualität und Beständigkeit überzeugt.Dieses Projekt ist ein ausgezeichnetes Beispiel dafür, wie reibungslos die Zusammenarbeit ablaufen kann, wenn alle Parteien nach denselben Werten, Prioritäten und Zielen streben – von der Sicherheit bis hin zur Wirtschaftlichkeit.

Entwurf: Pinearq Arquitectos und Brullet de Luna;

Projektträger: Consorci Mar Parc Salut de Barcelona;

Bauausführung: Acciona.

2 Industrialisierte Bauweise mit vorgefertigtem Tragwerks- und Fassadensystem von Precon für Studentenwohnungen in Salamanca

Bei diesem Projekt handelt es sich um eine Wohnanlage für die Unterbringung von Studierenden in Salamanca mit einer bebauten Fläche von insgesamt 26.000 m². Sie umfasst drei Gebäude mit je fünf oberirdischen Geschossen sowie eine Tiefgarage im Untergeschoss.

Die Gebäude sind so ausgerichtet, dass sich die für den Aufenthalt der Studierenden erforderlichen Gemeinschaftsbereiche in der Mitte des Komplexes befinden.

Das Konzept für die drei Gebäude wurde vollständig auf Betonfertigteile ausgerichtet – vom Keller bis zum Dach, vom Tragwerk bis zur Fassade. Precon war sowohl für die Erstellung des Entwurfs als auch für den Bau des Gebäudes vom Fundament bis zum Dach zuständig. Um eine zeitnahe Inbetriebnahme zu ermöglichen und die finanzielle Tragfähigkeit des Projekts sicherzustellen, entschied sich das Unternehmen für eine industrialisierte Bauweise, bei der Tragwerk, Fassade, Keller und Verbindungsschächte vollständig aus Betonfertigteilen errichtet wurden. Dadurch waren maximale Effizienz beim Bauprozess – sowohl hinsichtlich der architektonischen Funktionalität als auch in Bezug auf technische Aspekte – und bei der Fertigung sowie Qualität, Wirtschaftlichkeit und kurze Fristen gewährleistet.

Das Konzept des Untergeschosses umfasste Folgendes:

Stützen und Träger;

einfache Kellerwände oder Doppelwände;

Betonfertigteil- oder Elementdecken.

Auf diese Weise konnte das System flexibel an die architektonischen Anforderungen angepasst werden.

Das Konzept für die oberirdischen Geschosse basierte auf großformatigen tragenden Bauteilen, die Folgendes ermöglichen:

große Spannweiten und freie Sicht zwischen den Elementen;

Decken ohne überstehende Elemente;

tragende Fassade und/oder Fassade mit Aussteifungsfunktion.

Die Bauteile wurden darüber hinaus komplett im Werk vorgefertigt und bereits dort mit verschiedenen Farben und Texturen sowie einer Wärmedämmung (Vermeidung von Wärmebrücken) versehen.

Teil des Konzepts sind zudem ebenfalls aus Betonfertigteilen bestehende tragende Verbindungsschächte für Aufzüge oder Treppen, die das Gebäude aussteifen und gegen horizontale Kräfte sichern. Um den Raum bestmöglich auszunutzen, die Nutzfläche zu erhöhen und die Ausführungsfristen zu verkürzen, wurde darüber hinaus bereits bei der Fertigung die komplette Sanitärinstallation für die Bäder in die tragenden Trennwände des Bauwerks integriert.

Insgesamt konnte die Bauzeit auf diese Weise um 25 % reduziert werden, sodass der Bauträger das Gebäude bereits einige Monate früher als vorgesehen in Betrieb nehmen konnte. Auch die mit dieser Bauweise erzielte Qualität war sehr hoch.

Projektträger: Life.be;

Bauausführung: ACR.

3 Betonfertigteile von AG Premoldados für die Sanierung der Zuschauertribünen der Stierkampfarena von Lorca (Murcia)

Nachdem die Stadt Lorca 2011 von einem Erdbeben verwüstet wurde, musste die Stierkampfarena wegen des baufälligen Zustands der Zuschauertribüne schließen. Im Zuge der Sanierungsarbeiten sollte die Arena nun in ein Mehrzweckgebäude umgewandelt werden. Neben 4.500 Sitzplätzen umfasst das Bauwerk künftig auch eine 1.000 m² große Gewerbefläche, kulturelle Einrichtungen wie das ambitionierte Stierkampfmuseum, das die facettenreiche Geschichte des Stierkampfs in Lorca erzählt, und den Sitz des Stierkampf-Vereins Club Taurino de Lorca. Durch die Beibehaltung der Außenfassade bleibt der ursprüngliche Charakter des Gebäudes erhalten.

Eine der Herausforderungen, mit der sich AG Premoldados bei der Planung der Betonfertigteile konfrontiert sah, war die präzise Ermittlung der Höhen durch eine sorgfältige Vermessung des Geländes. Da die strahlenförmig angeordneten Radialmauern erhalten bleiben mussten, konnte in diesem Fall nicht das übliche System aus vorgefertigten Stützen, Trägern und Treppenwangen für den Bau der Tribüne genutzt werden. Es stellte einen riesigen Aufwand dar, die Höhenunterschiede auszugleichen. Wenn mit Fertigteilen gebaut wird und die Aussparungen, Ummantelungen oder Balkenschuhe direkt in die Bodenplatte integriert werden, muss der Fertigteilhersteller sowohl die Stützen als auch die Treppenwangen exakt auf Maß fertigen. Die Abweichung darf dabei höchstens 5 mm betragen.

Da es sich hierbei um die Restaurierung eines denkmalgeschützten Objekts handelte, mussten die mehr als hundert Jahre alten Radialmauern angepasst werden. Dafür musste das Gelände im Vorfeld sorgfältig vermessen werden. Dies war eine Voraussetzung für eine erfolgreiche Ausführung des Projekts. Die Vermessung der vorhandenen Radialmauern erfolgte mithilfe eines 3D-Scanners. Aufgrund der Höhenunterschiede wurde nach der Vermessung eine Schablone jeder einzelnen Radialmauer erstellt, um die genaue Position der Sitzreihen zwischen der oberen Loge und dem Beginn der Tribüne im unteren Bereich zu ermitteln. Anschließend wurde der Höhenunterschied zwischen den bestehenden Radialmauern mit einem Vergussmörtel egalisiert. Nachdem alle Mauern angeglichen waren, wurden mithilfe eines Tachymeters alle Auflageflächen der Mauern geprüft. Anhand des Vermessungsplans, der dem tatsächlichen Zustand des Bauwerks entsprach, wurden dann die Formen erstellt. Das Besondere bei der Fertigung der Tribüne war, dass jedes Element einzigartig war: Da es sich um trapezförmige Bauteile handelte, die zwischen den Achsen bestehender Radialmauern montiert werden mussten, glich kein Bauteil dem anderen. Abschließend wurden die Fertigteile montiert.

Projektträger: Stadtverwaltung von Lorca;

Bauausführung: Patrimonio Inteligente/Cydemir.

4 Betonfertigteile von Roansa für das Besucher- und Veranstaltungszentrum der Rennstrecke Circuit de Barcelona-Catalunya

Hierbei handelt es sich um ein dreigeschossiges Gebäude mit einer Fläche von 3.600 m², das für Veranstaltungen bestimmt ist. Das Dach, auf dem bereits Verankerungen für ein künftiges Vordach angebracht wurden, ist öffentlich zugänglich. Der Zugang zu den einzelnen Geschossen erfolgt über drei Treppenhäuser mit einer Breite von je 3,60 m.

Der Hauptgrund für die Verwendung von Betonfertigteilen war die Anforderung, die Fertigstellungsdauer so weit wie möglich zu verkürzen. Im Rahmen des Projekts war Roansa am Entwurf, an der Fertigung und der Lieferung verschiedener Bauteile beteiligt:

Stützen mit einzigartiger Geometrie und Konsolen an den vier Seiten. Auf einer Stützenseite springen die Konsolen um 1,90 m vor. Außerdem weisen sie einen veränderlichen Querschnitt auf, damit die Geschossdecke und die Tribüne auf dem Überstand aufliegen können. Die Stützen-Träger-Anschlüsse sind halbsteif ausgeführt.

Träger zur Abstützung der Betonfertigdecken mit rechteckigem Querschnitt; umgekehrte L- oder T-Profile. Auf dem Dach wurden Träger mit einer Länge von 15 m und einer Auskragung von 4 m angebracht.

Tragwerksplanung: Colomer-Rifà SLP;

Projektträger: Circuits de Catalunya, S.L.

5 Beteiligung von Prefabricados Pujol am Bau der Bahnüberführung der Landstraße C-13 in Térmens (Lleida)

Von nun an vermeiden mehr als 6.600 Fahrzeuge pro Tag den höhengleichen Bahnübergang an der Landstraße C-13, der die Bahnstrecke von La Pobla de Segur nach Térmens kreuzt. Den Zuschlag für die mit 1,6 Mio. Euro veranschlagten Bauarbeiten erhielt das Unternehmen Ferrocarrils de la Generalitat (FGC). Die Bauarbeiten nahmen insgesamt 14 Monate in Anspruch. Für den Rückbau des alten Bahnübergangs war die Errichtung einer 25 m langen und 14 m breiten Brücke erforderlich, die zwei 3,5 m breite Fahrstreifen sowie einen Seitenstreifen und einen Bürgersteig in jeder Fahrtrichtung umfasst.

Prefabricados Pujol war im Rahmen dieses Projekts mit der Fertigung und Lieferung von 408 Schalungsplatten sowie 50 Doppel-T-Trägern (Modell „Zeus“) mit fast 26 Metern Länge betraut, die nebeneinander angeordnet wurden. Die Verwendung von vorgespannten vorgefertigten Trägern für die Brückenfahrbahn ist eine der besten Methoden, um eine schnelle und einfache Ausführung zu gewährleisten, die Qualitätskontrolle zu vereinfachen und das Gewicht zu reduzieren. Außerdem lieferte das Unternehmen die Stützmauern, die das Gelände entlang der Bahntrasse abstützen und das Erdreich zurückhalten.

Diese Vorgehensweise entspricht dem Wunsch von Ferrocarrils, nach und nach alle höhengleichen Bahnübergänge im Schienennetz zu beseitigen.

6 Vortriebsrohre von Arenzana für eine Unterwasserleitung der Kläranlage des Stadtbezirks Cambérène in Dakar (Senegal)

Ziel des Bauvorhabens ist die Bohrung und Verlegung einer Rohrleitung mittels Microtunneling mithilfe einer Tunnelvortriebsmaschine mit geschlossenem Schild. Über diese Leitung soll das zuvor in der Kläranlage des Stadtbezirks Cambérène aufbereitete Abwasser ins Meer eingeleitet werden.

Der in einem Stück gebohrte Tunnel weist eine Länge von 1.200 m, einen Außendurchmesser von 2,50 m und einen Auslass im Meer in einer Tiefe von 30 m auf. Im Zuge der Bohrung werden 500 Vortriebsrohre sowie 13 spezielle Rohrsysteme für die Verdichterstationen eingebracht.

Für den Bau des Tunnels wurden Vortriebsrohre aus Stahlbeton höchster Qualität von Arenzana mit einem Innendurchmesser von DN 2000 mm, einem Außendurchmesser von 2.500 mm, einer Dicke von 250 mm und einer Nutzlänge von 2.400 mm verwendet. Die Rohre wurden mittels radialer Verpressung gefertigt, um einen vollständig verdichteten und porenfreien Beton zu erhalten, der einem Druck von mehr als 50 MPa standhält. Nach der Herstellung und dem Erhärten des Betons wurden die Rohre völlig glattgeschliffen, damit die Oberflächen perfekt aufeinander aufliegen und bei der Verlegung der Vortriebsrohre eine einheitliche Vortriebskraft gewährleistet ist.

Damit die Rohre vollständig dicht sind, wurde ihr Spitzende mittels digitaler Steuerung mechanisch bearbeitet und es wurden zwei Rillen zur Aufnahme von zwei Arpon-Gummidichtungen eingefräst. Die Dichtigkeit des Systems wurde in zehn Dichtheitsprüfungen an den zusammengesteckten Rohren mit einem von außen auf die Rohre wirkenden Wasserdruck von 3,0 Bar geprüft.

Um die Schubkräfte zwischen den Rohren abzuleiten, wurden rückseitig ein Druckübertragungsring aus Kiefernholz ohne Knoten und, aus Sicherheitsgründen sowie zur Abdichtung, zwei zusätzliche Dichtungen angebracht, die zusammengepresst werden und dabei auf das Kiefernholz drücken.

Zum Absenken und zur Handhabung der Rohre sind an der Oberseite Ankerbolzen angebracht. Diese werden versiegelt, bevor die Rohre in den Tunnel geschoben werden.

Um Bentonit einzuspritzen und den Tunnel während der Bohrung zu schmieren, werden in der Mitte jedes dritten Rohrs in einem Winkel von 120° Einspritzdüsen aus Metall mit 1-Zoll-Gewinde, Rückschlagventilen und Ventilkappen angebracht.

Die Spezialrohre für die Verdichterstationen bestehen aus zwei speziellen Rohrteilen, dem sogenannten „Vorlaufrohr“ und dem „Nachlaufrohr“, mit Pressenkranz und Dichtungen des Typs „D“ mit Druckring.

Projektträger: Office National de l‘Assainissement du Senegal (ONAS);

Bauausführung: Incatema Consulting & Engineering;

Tunnelbau: Eurohinca.

7 Dachelemente aus Betonfertigteilen von Suberolita für ein Wasserreservoir

Das Dach wurde aus Fertigteilen hergestellt, die für eine aggressive Umgebung ausgelegt sind. Sowohl die rechteckigen Träger mit einer Auflagefläche von 40 cm als auch die Betonfertigteildecke mit einer Höhe von 15 cm wurden so geplant, dass sie mit einer speziellen Beschichtung versehen werden können und dass die Bewehrung durch den Beton geschützt ist. Die Stützen sind so angeordnet, dass sie ein Raster bilden und optimale Kanten für die Aufnahme der Lasten des Projekts entstehen – die Anordnung der Stützen ist also von entscheidender Bedeutung.

Aufgrund der Besonderheiten des Bauvorhabens (Zugänge, Montage usw.) mussten außerdem hochbelastbare Platten mit 5 m Länge und Träger mit 6 m Länge verwendet werden.

Bei den Deckenelementen handelt es sich um Fertigteile, mit denen die Anzahl der Kanten des Dachs verringert und die Bewehrung besser als bei anderen Fertigteilen umschlossen werden kann.

Bauvorhaben: Bau eines neuen Wasserreservoirs in Berga (Barcelona);

Projektträger: Aguas de Osona.

8 Verlegung eines Regenwasserkanals mit Rahmendurchlässen aus Stahlbeton von TPPalau

Ziel des Projekts war es, einen neuen Entwässerungskanal für die Ableitung des Regenwassers von Vila-Seca (Tarragona) sowie von den Landstraßen A-7, C-31B und TV-3146 zu bauen, um das Regenwasser außerhalb der Stadt umleiten zu können.

Das Projekt wurde mithilfe vorgefertigter Rahmendurchlässe aus Stahlbeton von TPPalau mit Abmessungen von 3000 × 2000 mm ausgeführt, die laut Lastbedingungen der spanischen Bemessungsregel IAP11 für Landstraßen ausgelegt sind.

Fazit

Die acht vorgestellten Projekte – vier Bauwerke mit unterschiedlichen konstruktiven Anforderungen und vier verschiedene Tiefbau-Infrastrukturprojekte –, bei denen jeweils mehrere Herausforderungen zu bewältigen waren, haben die außerordentliche Anpassungsfähigkeit und den technologischen Fortschritt spanischer Betonfertigteilhersteller [4] erneut unter Beweis gestellt.