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© Pfeifer GmbH
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Gut bedacht mit spannendem Bogen
Ingenieure immer am Ball für ein eindrucksvolles Stadiondach
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© sbp
Der Bogen überspannt das Stadion und bietet als Skywalk hervorragende Aussichten über die Stadt
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In Spielfeldlängsrichtung überspannt ein 104 Meter hoher und 340 Meter langer Stahlbogen die 70.000 Personen fassende Arena. Daran hängen insgesamt 18 Kilometer Stahlseile, die das lichtdurchlässige Membrandach tragen und die Verbindung zum ovalen Ring des Bauwerks mit seinen 52 Stahlstützen herstellen. Die ganze Dachkonstruktion ist eine architektonische und technische Glanzleistung an der Grenze des Machbaren. Deutsche Ingenieure waren es, die dem Stadion diese besondere Kopfbedeckung verpasst haben – von der Architektur und Statik über die Fertigung des Stahls und das Zusammenschweißen der Bogenteile bis hin zum überseeischen Transport sowie zur Hebetechnik und Montage vor Ort. Diese Geschichte spannt einen großen Bogen.
Doppelpass zwischen Ingenieuren und Architekten
Am Anfang steht wie immer eine Idee, in diesem Falle die des Berliner Architektenbüros von Gerkan, Marg und Partner (gmp). Von Beginn an arbeitet man aber mit einem Team von Ingenieuren Hand in Hand. Und so stand das Berliner gmp-Büro für die Projekte am Kap schon Anfang 2006 in Kontakt mit dem Stuttgarter Ingenieurbüro Schlaich Bergermann und Partner (sbp).
Die Teamarbeit mit den Architekten ist dem Bauingenieur Knut Göppert, einem der Geschäftsführer bei sbp, besonders wichtig: „Wenn so große Konstruktionen geplant werden müssen, dann sollten die Architekten nie ohne Ingenieure arbeiten. In langen Workshops haben wir gemeinsam die Idee zu der speziellen Bogenkonstruktion gefunden – sowohl mit Papp- und Styropor-Modellen, als auch mit aufwendigen Rechnersimulationen. Nach circa sechs Wochen wussten wir schon ziemlich genau, wie das Stadiondach aussehen und funktionieren soll. Ein knappes Jahr hat dann die weitere Planung gedauert.“
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© sbp
Durban by night. Die Stadionsilhouette soll das neue Wahrzeichen der Stadt werden.
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Der Dachentwurf spiegelt in der Draufsicht die südafrikanische Nationalflagge wider und bietet als Skywalk beste Aussichten über die Stadt. Das sieht nebenbei nicht nur futuristisch, elegant und spektakulär aus, sondern dient auch der Stabilität der Konstruktion. Das Herausarbeiten einer baulichen Besonderheit ist die große Herausforderung am Anfang aller Planungen. „Kreativität ist dabei gerade für uns Bauingenieure überaus wichtig – dieses Image, dass nur die Architekten kreativ sind, denen wir Ingenieure dann hinterherrechnen, ist falsch“, macht Knut Göppert deutlich.
Perfekte Präzision
Der stählerne Triumphbogen war eine gewichtige Aufgabe und schwankende Angelegenheit zugleich. Bevor aber mit schwerem Gerät und äußerster Präzision am anderen Ende der Welt montiert werden konnte, musste das ganze Ding erst einmal gefertigt werden. Die Salzgitter-Gruppe produziert in Ilsenburg jährlich circa 800.000 Tonnen sogenannter Quartobleche aus hochfestem und verschleißarmem Stahl, die zumeist für Offshore-Röhren, Druckbehälter oder im Schiffbau zum Einsatz kommen. Laut Expertenrat der Metall- und Stahlbauingenieure der Salzgitter AG genau das richtige für den Stadionbogen in Durban, der durch die unmittelbare Nähe zum Indischen Ozean starken Winden und aggressiver Salzwasser-Feuchte trotzen muss. Das geeignete Material war also gefunden. Jetzt mussten die 15 bis 20 Millimeter dicken, aber gänzlich platten Stahlbleche nur noch zum filigranen Bogen geformt werden.
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© Eiffel Deutschland
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Eine echte Spezialaufgabe für die Konstruktions- und Schweißfachingenieure der Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH. Geometrie und Maße waren exakt vorgegeben: eine Häppchentaktik von insgesamt 56 Bogenelementen und 6 großen Querriegeln. „Der Zuschnitt der riesigen Stahlbleche erfolgte durch autogenes Brennschneiden. Die Einzelteile wurden dann in speziellen Vorrichtungen zusammengefügt und anschließend verschweißt“, erklärt Stephan Grove von Eiffel Deutschland, der zusammen mit Ingenieur Aloys Kitte für die Projektleitung verantwortlich war.
Jedes einzelne Segment ist eine Art Box mit V-förmigem Querschnitt – also Kästen aus Stahl, die aus Gründen der Gewichtsreduzierung hohl wie ein Pappkarton und von innen mit gekanteten Blechen verstärkt sind. An den seitlichen Stößen dieser gewaltigen, bis zu zwölf Meter langen sowie fünf Meter hohen und breiten Blech-Ungetüme sitzen mehrere Dutzend großer Bohrlöcher, durch die später armdicke Schrauben ragen und die Einzelteile miteinander verbinden, Toleranzbereich nur plus/minus zehn Millimeter.
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Mittlerweile ist die ehemalige Baustelle bereit für das große Fußballereignis
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Im Mai 2008 war es soweit. Die Eiffel-Ingenieure hatten ganze Arbeit geleistet. Nach fast einem Dreivierteljahr Schweißen, Schneiden, Bohren und Schleifen war der Bogen-Bausatz reisefertig. Nun kamen die Logistikingenieure zum Zug. Sie hatten bereits im Vorfeld die Durchfahrtshöhen der Brücken des Mittelland- und des Elbeseitenkanals gecheckt und sich für den Schiffstransport Richtung Hamburg Südwestterminal entschieden.
Verantwortlich für die Montage vor Ort sowie für die restliche Ausführung der gesamten Seil- und Dachkonstruktion war die Memminger Firma Pfeifer Seil- & Hebetechnik. Die Maschinenbauingenieure überließen nichts dem Zufall. Bereits die ersten vier Bogenelemente waren extrem wichtig. Stimmte ihre Lage und Geometrie nicht, würden sich die Verbindungen und Schraubstöße aller folgenden Elemente verschieben. Mit äußerster Präzision und Vorsicht ließen riesige Kräne die bis zu 120 Tonnen schweren Einzelelemente in den Bogen gleiten.
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Auf der Stadiontribüne feuern im Juni 2010 die Fans aus aller Welt ihre Mannschaft an. Am 13. Juni spielt die deutsche Elf in Durban
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Nach jedem Hub wurde alles per Laser vermessen, die Geometrie mit einem 3-D-Cad-System ausgewertet und notwendige Korrekturen veranlasst. Immer weiter bewegten sich die beiden Bogenhälften aufeinander zu. Stahlseilabspannungen und extra zu Montagezwecken errichtete Hilfstürme stützten die im Bau befindliche Konstruktion ab.
Am 13. Januar 2009 erkannten alle Beteiligten, dass „das Ganze mehr ist als die Summe seiner Teile“. Punkt 15:45 Uhr Ortszeit wurde unter Fanfaren und Applaus das letzte Element in den gigantischen Stahlbogen des Moses Mabhida Stadium eingesetzt. Alles hat perfekt gepasst. Überrascht hat es niemanden, denn Architekten und Ingenieure aller Fachrichtungen haben innerhalb von vier Jahren eine weltmeisterliche Leistung abgeliefert. Eigentlich gebührt ihnen der Cup am Kap. Schließlich haben sie dem Ganzen schon die Krone aufgesetzt, bevor der erste Anpfiff ertönte.






