Technischer Bericht der Exkursion Frutigen als ... - Pro Holz Schweiz

Erhaltungs- und
Interventionszentrum EIZ
Frutigen
Im Rahmen der NEAT entsteht an der
Lötschberglinie ein neuer Basistunnel,
der über eine Länge von 36 km von
Frutigen im Berner Oberland nach Raron
im Wallis führt. Für Betrieb und Unterhalt
dieses Tunnels ist ein
Infrastrukturzentrum geplant, das einen
Werkhof sowie einen regionalen
Feuerwehrstützpunkt umfasst.
Das Areal des Betriebszentrums liegt in
unmittelbarerer Nachbarschaft zum
Bahnhof Frutigen. Entlang der Ostseite
des Gleisraums entstehen zwei Hallen,
dazwischen liegen gross dimensionierte
Freiflächen. Trotz unterschiedlicher
Nutzungen werden die beiden Gebäude
als einheitliche Volumen konzipiert:
Breite und Höhe sind identisch, nur die
Länge variiert.
Traggerippe
Eine Besonderheit der Bauaufgabe
besteht darin, dass die Anlage bereits für
den Ausbau des Tunnels genutzt wird.
Das ursprüngliche Konzept der Betreiber
sah daher vor, Teile der Halle nach einer
Nutzungszeit von nur einem Jahr
abzubrechen und an neuer Stelle wieder
aufzubauen. Um ein einfaches Umstellen
der Binder zu ermöglichen, wurde im
Architekturwettbewerb ein Bock
entwickelt, bei dem ein Binder auf vier
A-förmig angeordneten Stielen liegt und
so ohne weitere Aussteifungen und ohne
Dachverband autonom stehen kann. Im
ausgeführten Projekt kann dieser
Teilabbruch durch organisatorische
Massnahmen umgangen werden, die
Grundidee der Statik wird aber
beibehalten und die fachwerkartige
Struktur erinnert nun an weitere
Infrastrukturbauten wie Brücken oder
Galerien, die in einer Bergregion zum
vertrauten Inventar einer Bahnlinie
gehören.
In beiden Hallen kommen Deckenkrane
zum Einsatz. Die dadurch vorgegebene
Raumhöhe lässt anstelle einer
Oblichtkonstruktion eine wirtschaftlich
interessante Seitenlichthalle zu. Als
Folge davon verschwindet die
Holzkonstruktion nicht hinter einer
geschlossenen Fassade, sondern wird
von einer einschichtigen, transparenten
Fassadenschicht aus Polycarbonatplatten
umhüllt. Die einzelnen Paneele laufen
dabei über die gesamte Höhe der
Fassade und sind scheinbar fugenlos – in
einer Nut-Kamm-Montagetechnik –
aneinander gefügt. Dadurch kommt der
Holzbau auch von aussen zur Geltung,
die Gebäudestatik bestimmt die Ästhetik
des gesamten Bauwerks.
GSA-Rahmenecke
Die Binderböcke mit einer Spannweite
von 21.16 m und einem Binderabstand
von 7.80 m bestehen aus zwei
aneinander gestellten Rahmen. Zu
unterscheiden sind zwei Bindertypen.
Der Vollrahmen mit beidseitigem
Holzstiel, sowie der einseitig
aufgelagerte Halbrahmen. Die
Abmessungen der Rahmen sind durch
das geforderte Lichtraumprofil gegeben.
So ist die Abmessung im Bereich der
Rahmenecke auf 1.20 m (Stiel) und 1.40
m (Riegel) beschränkt. Zu den
beschränkten Abmessungen kommt eine
grosse Belastung der Binderkonstruktion
(ca. 6.70 kN/m 2 davon ca. 3.20 kN/m 2
aus der Extensivbegrünung).
Durch die Wahl der Rahmenkonstruktion
(statisch unbestimmtes System) kann
der Biegemomentverlauf beeinflusst
werden. Die Rahmen können sowohl
durch die unterschiedlichen
Abmessungen im Riegl und Stiel, als

auch durch eine Vorspannung optimiert
werden. Durch diese Massnahme konnte
das Biegemoment der Rahmenecke von
Md=940 kNm auf Md=770 kNm
verkleinert werden. Demgegenüber steht
die Vergrösserung des Feldmoments von
Md=1150 kNm auf Md=1420 kNm. Das
Resultat ist ein Riegel, der in der
Rahmenecke (trotz Anschluss) die
gleichen Abmessungen wie in Feldmitte
aufweist.
Vorpannung
Neben der Umlagerung der
Beanspruchung war der Einsatz
hochwertigem BSH (GL 36k), sowie der
Einsatz eines leistungsstarken
Verbindungsmittel (GSA) nötig. Dadurch
war eine effiziente Herstellung der Binder
möglich, den trotz beschränkter
Binderabmessungen konnte mit einer
Binderbreite von 220 mm (Vollrahmen)
bzw. 240 mm (Halbrahmen) gearbeitet
werden.
Montage
GSA Technologie Die Montage des Haupttragwerkes, der
In Zusammenarbeit mit Professor Ernst
Gehri, der Firma ASTORit AG Einsiedeln
und der neuen Holzbau AG Lungern
wurde das GS-Ankersystem entwickelt.
GSA steht für Gewinde-Stangen-Anker.
Es handelt sich dabei um eine kraft- und
formschlüssiges Verbindungssystem im
Ingenieurholzbau, welches sich durch
hohes Tragverhalten und Steifigkeit,
sowie durch ein duktiles Verhalten
auszeichnet. Die Verbindung besteht aus
drei Komponenten (BSH, GS-Anker und
GSA Harz), welches durch eine Vielzahl
gezielter Versuche aufeinander
abgestimmt wurde.
Neben der im EIZ angewendeten
steckbare Montageverbindung wurde in
Lungern Untersuchungen im Bereich
Fachwerk (Fachwerkknoten,
Auflagerknoten) sowie Holzsortierung
(Lamellen T26) vorgenommen.
Wand- und Dachelemente dauerten pro
Halle ca. 2 Wochen. Mit einem grossen
Pneukran sowie zwei Hebebühnen
wurden die Binder aufgerichtet. Die
Haupttragwerke wurden auf dem Boden
in der Halle komplett montiert und
verschraubt. Der Pneukran hob die
einzelnen Böcke an. Danach wurden die
in Schräglage gebrachten Böcke auf
einer Seite mit dem Auflagerschuh
verdübelt und auf der
gegenüberliegenden Seite mit einem
Hydraulischen Zuggerät unter
Vorspannung mit dem zweiten
Auflagerschuh verdübelt. Nachdem der
Randbock sowie zwei weitere Böcke
aufgestellt waren, wurde mit den
Dachelementen begonnen. Parallel hob
der Kran die Böcke an ihren Platz und
danach wieder Dachelemente auf das
montierte Haupttragwerk zu hieven.

Diese Montagetechnik hatte den Vorteil,
dass der Pneukran nur 3 mal seinen
Standort zu wechseln hatte und danach
die komplette Halle inklusive Dach stand.
Die Fassadenriegel wurden danach mit
den Hebebühnen konventionell an ihren
Standort gehoben und mit Schrauben
und Gewindestangen befestigt
Die Kombination aus bewährten und
innovativen Elementen vermittelt ein
Bild, das dem Eigenverständnis einer
Bahngesellschaft von internationaler
Bedeutung entspricht: Zuverlässigkeit
und regionale Verwurzelung auf der
einen, Glaubwürdigkeit und
Innovationskraft auf der anderen Seite.
Die hinter der Fassade sichtbar bleibende
Holzkonstruktion sowie die extensive
Dachbegrünung sind zudem die
sichtbaren Elemente des ökologischen
Gedankens, welcher den Gebäuden des
EIZ und mithin der gesamten NEAT zu
Grunde liegt.
Totalunternehmung
TU: ARGE Bahntechnik Lötschberg
Projektleitung TU: Techdata AG, Projekt-
und Baumanagement, Bern
Ingenieurgemeinschaft Frutigland
Gesamtleitung: Kissling + Zbinden AG,
Spiez
Architektur: Müller & Truniger, dipl.
Architekten ETH / SIA, Zürich
Tragwerkplanungen
Hochbauten: Moor Hauser + Partner AG,
Bern
Holzbau: n’H, Lungern
Personenunterführung: Bächtold AG,
Bern
Umgebung: Kissling + Zbinden AG, Spiez
Bauleitung
Hochbauten: Allenbach + Trachsel AG,
Frutigen
Holzbau
Primärtragwerk: n’H, Lungern
Dach- Wandelemente in Holz + Montage
Holzkonstruktion:
Brawand Zimmerei AG, Grindelwald
Holzbau ARGE Frutigen bestehend aus:
Allenbach Holz-+Trockenbau AG,
Frutigen, (Admin)
Bärtschi Bau AG Frutigen, (Bauleitung)
Brügger Holzbau GmbH, Frutigen
Lauener Holzbau, Frutigen
Holzbau Steiner AG, Kandersteg
Samuel Steiner Holzbau, Frutigen
Zurbrügger Holzbau AG, Reichenbach