Brückeneinsturz in Genua: Auf Spurensuche Wie kam es zum Einsturz der Morandi-Brücke? | Raum (2023)

Etwa 500 Meter entfernt wird Davide Di Giorgio Zeuge des Einsturzes der Morandi-Brücke. im Vordergrunddein VideoNördlich des für Genua so wichtigen Viadukts über den Fluss Polcevera sind die Dächer der Fabrik des Energietechnikunternehmens Ansaldo Energia zu sehen. Über der italienischen Hafenstadt tobt ein schwerer Sturm, sodass die einstürzenden Pfeiler nur noch undeutlich zu sehen sind. Eines sticht jedoch ins Auge: Die Straße ist nicht mehr auf Video zu sehen: Der Einsturz der beiden A-Säulen ist das traurige Ende der Katastrophe.

Dass die 90m hohen Pfähle – „Antennen“ (Antennen), so genannt von Riccardo Morandi, dem Konstrukteur der Brücke (siehe Grafik unten) – zuletzt fielen, lässt sich durch die Konstruktion der Brücke erklären, die auf den Fotos nicht sofort ersichtlich ist die zirkulieren. Die beiden im Längsschnitt sichtbaren A-förmigen Konstruktionen sind am Pylonkopf und unter der Fahrbahn miteinander verbunden, es besteht jedoch keine Lastverbindung mit der Fahrbahnplatte in Form von Stützen. Die Pfeiler sind nur durch betonvorgespannte Tragseile mit der Brückenplatte verbunden. Neben dieser Aufhängung dienen vier miteinander verbundene Schrägstützen zur Lastabtragung der Brückenplatte. Von der Seite betrachtet bilden diese Stützen eine H-förmige Struktur, eine Art Bock.

Attraktive Eigenschaften von ausrangierten Gegenständen.

Im Video bricht zuerst die nördliche „Antenne“ zusammen. Das Transportkabel, das sich nach Westen erstreckte, hängt wahrscheinlich immer noch über Ihrem Kopf. Der Südmast fällt zuletzt. Wegen schlechter Sicht ist im Video nicht zu erkennen, ob die nach Osten verlaufenden Tragseile beim Einsturz noch vorhanden waren. Sie können nicht sehen, aber Sie können die Saiten der benachbarten Pfeiler (System #10) nicht erkennen, die noch stehen und nur 120 m vom Augenzeugen entfernt sind. Das kann aber auch an der Perspektive liegen.

Wenn wir uns die Bilder ansehen, die unmittelbar nach der Katastrophe aufgenommen wurden, beispielsweise von einem Hubschrauber oder Drohnen, die von Feuerwehrleuten (Vigili del fuoco) eingesetzt wurden, überraschen einige Positionen der Elemente der eingestürzten Brücke. Der eingestürzte Teil des Bauwerks bestand aus drei Elementen: in der Mitte das System Nummer 9 mit den Türmen, dem H-förmigen First und der Fahrbahnplatte, einem im Westen angesetzten Sonnenbalken und seinem östlichen Gegenstück, das zum System 10 System10 führte entspricht dem, der zusammengebrochen ist, aber aufrecht geblieben ist, weil die Gerberstrahlen einen Dominoeffekt verhindert haben. Dies war besonders vorteilhaft in Bezug auf seismische Aktivität.

Es ist bemerkenswert, dass der östliche Gerberstrahl leicht nach Nordwesten ausgerichtet ist. Seine südwestliche Ecke wurde zerstört, aber ansonsten ist der Bürgersteig von oben betrachtet noch relativ intakt, mit Ausnahme einer Verdrehung, die sich entwickelte, als die Platte auf die Hochbahnlinie traf, die unter der Brücke verläuft.

Das dominierende Fragment östlich der Pylone, noch gut erkennbar, ist Teil der Fahrbahnplatte der ehemaligen Stützenabladezone. Es dreht sich um 180° auf den Gleisen, die unter der Brücke hindurchführen. Die ausgehöhlten Kästen auf der Platte zeigen nach oben, der gepflasterte Gehweg zeigt nach unten, im Norden ist noch ein tragender Baumstumpf zu erkennen. Das entsprechende Gegenstück an der Westseite der Pfeiler hingegen war nur nach Westen hin abfallend.

Der gute Zustand der beiden Teile der Tafel hängt mit ihrer Konstruktion zusammen. Im Bereich der Stützen zeigen die Zeichnungen eine erhebliche Anhäufung von vorgespannter Bewehrung, die das jeweilige Bauteil stabilisiert und schwer macht. Auch im Bereich der Aufhängungen ist eine höhere Vorspannbewehrung vorhanden, während in den übrigen Straßenabschnitten im Hohlkasten ein deutlich geringerer Bewehrungsgrad nachgewiesen wird.

Im Westen, wo die Einsturzstelle chaotischer erscheint als im Osten, sticht das stark verstärkte Element der alten Aufhängung sowie die schräge Fahrbahnplatte hervor. Es liegt auf der Seite, die Nordaufhängung (ehemalige Verbindung der Tragseile mit der Fahrbahnplatte) ragt in den Himmel und das gesamte Fragment dreht sich um 45° gegenüber der Achse der vorherigen Straße nach Norden zur Anlage .

Bleibt die Frage, was mit dem entsprechenden Abschnitt der stark bewehrten Aufhängung auf der Ostseite der Pfeiler passiert ist. Seine Lage ist auf den Fotos nicht zu erkennen. Östlich des um 180° gedrehten Teils der Gleisplatte verläuft nur ein Teil des Gleises senkrecht zur Mittellinie des vorherigen Gleises.

Hypothesen über den Verlauf des Zusammenbruchs

Im Folgenden wagen wir den Versuch, einen möglichen Verlauf des Zusammenbruchs aufzuzeigen. Unsere Hypothesen basieren auf den obigen Überlegungen zu den Positionen eingestürzter Bauelemente. Wir können und wollen den Ergebnissen noch ausstehender Ermittlungen nicht vorgreifen.

Viele Brückenbauexperten gehen mittlerweile davon aus, dass die vorgespannte Aufhängung versagt hat.(siehe Interview mit Michel Virlogeux). Wir vermuten hier, dass das Südostkabel von System9 als erstes ausgefallen ist. In diesem Abschnitt (zwischen System 9 und 10) hatte die Brücke ihre längste Spannweite. Die Tragseile einer ähnlichen Anlage11 mussten bereits in den 1990er Jahren aufgrund ihres schlechten Zustandes verstärkt werden.

Die gebrochene Ostecke von Tanner Beam deutet darauf hin, dass er zuerst auf dem Boden aufschlug. Aufgrund eines Tragseilbruchs verbogen sich der südliche Verbindungspunkt zwischen der Brückenplatte und dem Gerberträger und der Träger löste sich aus seiner Halterung (spätestens nachdem auch das nördliche Tragseil versagt hatte).

Da das Brückenschild Ost jetzt nur noch am Tragseil Nord hängt, geht es nach unten. Durch die hohe Hebelwirkung und das Gewicht der Aufhängung entsteht am Übergang von der leicht bewehrten Brückenplatte zum stark bewehrten Abschnitt im Stützbereich ein Riss. Die Brückenplatte zwischen den Pfeilern knackt wahrscheinlich schon. Der östliche Aufhängungsabschnitt des Brückendecks stürzt zusammen mit dem am wenigsten verstärkten Teil ein.

Das nördliche Tragseil ist zu diesem Zeitpunkt möglicherweise noch intakt und zieht die Platte in Richtung der Pfeiler. Das Brett kommt auf den Schienen zum Stehen. Ein Teil der Straße krümmt sich, dreht sich von oben gesehen fast um 90° und zeigt schließlich senkrecht zur alten Straßenachse.

Die Stützzone hat zwischen den Pylonen keinen Halt mehr, weil dort die Platte brach. Durch seinen Schwerpunkt neigt er sich nach vorne (nach Osten). Die Stützen brechen, die Brückenplatte dreht sich beim Fallen um 180° (Längsansicht) und landet mit der Aufhängung bereits auf der Fahrbahn.

Da die östlichen Tragseile ausgefallen sind, haben die westlichen Tragseile keine oder nur geringe tragende Wirkung: Die Seile verlaufen über den Pylonkopf, das notwendige Gegengewicht des östlichen Teils der Brücke fehlt. Zwischen der stark verstärkten Westaufhängung und dem schwächer verstärkten Brückendeck tritt ein Riss auf. Die Südseite der Aufhängung fällt ab. Das nördliche Aufhängungskabel kann zu diesem Zeitpunkt noch teilweise funktionsfähig sein. Es zieht die Aufhängung buchstäblich ein wenig nach Norden, bis die Verbindung unterbrochen ist.

Der stabile Teil der Hängebrückenplatte berührt nun mit seiner ehemaligen Südseite den Boden und verbleibt in einer etwa 45° zur Brückenachse ausgerichteten Position. Es wird geschätzt, dass eine solche Endstellung kaum möglich gewesen wäre, wenn zuvor ein Tragseil aus dem Norden nachgegeben hätte. Die Brückenplatte im Bereich der Stützen neigt sich nach Westen und ist über dem bereits eingestürzten Schutt abgewinkelt.

Offensichtlich wirkt sich das Versagen der Brückenplatte auf die Pfeiler aus. Aufgrund dynamischer Belastungseffekte fallen die Booster aus und einzelne Antennenabschnitte verschieben sich wahrscheinlich; seine Verbindung, die unter der Straße verläuft, wird wahrscheinlich ebenfalls zerstört. Die Säulen stürzen am Ende ein, wie im Video gezeigt.

Die Brücke der Katastrophe und ihre Schwestern

Das Polcevera-Viadukt ist in seiner Konstruktion nicht das einzige weltweit, zwei weitere Brücken entsprechen ihm im System: die General-Rafael-Urdaneta-Brücke über den Maracaibo-See in Venezuela, deren Tragseile noch nicht betoniert sind, und die Brücke über das Wadi al-Kuf in Libyen. Die genuesische Brücke (Bauzeit 1962-1967) wurde kurz nach dem 8,6 km langen Bau in Venezuela (Eröffnung 1962) gebaut, und auch das libysche Bauwerk (Bauzeit 1967-1971) wurde ohne die langjährigen Erfahrungen aus früheren Projekten umgesetzt. ausgewertet. Obwohl Morandis spätere Strukturen auch vorgespannte und eingebettete tragende Elemente als Aussteifung verwenden, sind diese Elemente immer einseitig an einem Fundament verankert und nicht an der Fahrbahnplatte wie in den vorherigen drei.

Knapp zwei Jahre nach ihrer Eröffnung im April 1964 erlangte die Maracaibo-Brücke Berühmtheit - %%gallerylink:44166:ein Teil davon stürzte ein%%, aber nicht im Bereich der Pfeiler mit ihren aufgehängten Tragseilen, sondern im Abschnitt mit H - Pfeiler von geformten Brücken und kleineren Spannweiten. Die Ursache für den Untergang musste nicht lange gesucht werden: Der Öltanker „Esso Maracaibo“ mit 36.000 t DWT (dead weight ton) und 250.000 t Rohöl an Bord erlitt einen Stromausfall und bewegte sich mehr als eine Seemeile in Richtung Brücke , wo er nicht manövrieren konnte, wo sich die Kollision ereignete.

Nach der Katastrophe von Genua freute sich die Presse offenbar darüber: In den Schlagzeilen stand, dass bereits eine "Morandi-Brücke" eingestürzt sei. Es ist jedoch schwierig, die beiden Unfälle zu vergleichen. Zum einen handelt es sich um ein junges Bauwerk, das durch einen außergewöhnlichen Einschlag eingestürzt ist, zum anderen um ein gealtertes Bauwerk, das unter normalen Belastungen eingestürzt ist und bei dem noch unklar ist, ob die notwendigen Instandhaltungen und Reparaturen durchgeführt wurden.

Das wird das laufende Anhörungsverfahren ans Licht bringen. Es ist zweifelhaft, ob im Fall der südamerikanischen Brücke der Konstrukteur dafür verantwortlich gemacht werden kann, die Möglichkeit einer Schiffskollision nicht ausreichend berücksichtigt zu haben. Aktuelle Sicherheitskonzepte und -überlegungen lassen sich nicht einfach auf die Brückenplanungsphase übertragen.

Allen drei Brücken, die aufgrund ihres ähnlichen Alters relativ vergleichbar sind, ist gemeinsam, dass sie sich alle mit statischen Fragen auseinandersetzen müssen. Nach 15 Jahren Betrieb wies die Maracaibo-Brücke bereits deutliche Anzeichen von Korrosion an 24 ihrer 192 wegen mangelnder Wartung hängenden Kabel auf. Nach einem Kabelbruch im Jahr 1979 wurden sie ersetzt und ihre Tragfähigkeit durch eine Verbreiterung der Kreuzung erhöht. Auch der Querschnitt und die Aufhängung an den Pfeilerköpfen wurden geändert: Bisher wurden die Seile über die Pfeilerspitzen geführt, gesplittet und dort wieder verankert.

Beim Polcevera-Viadukt führen die Seile noch über den Pylon, wodurch eine Sichtkontrolle der Tragseile aufgrund ihrer Betonüberdeckung nicht möglich ist. Durch die wenigen Tragkabel gibt es keine Redundanz. Fällt ein Kabel aus, fällt das gesamte System zumindest im Säulenbereich aus; Dank der Aufhängung von Gerber-Beams zwischen den einzelnen Lastsektionen ist ein erneuter Dominoeffekt jedoch äußerst unwahrscheinlich.

Baumängel sind ein altbekanntes Problem. Bereits 1979 wies Riccardo Morandi darauf hin, dass das Polcevera-Viadukt ständig gewartet und in Zukunft repariert werden musste, obwohl die Brücke damals nur zwölf Jahre alt war. Zwischen 1992 und 1994 wurden die Aufhängungen am System 11, dem östlichsten Pylon, ersetzt. Außen an den betonverkleideten Tragelementen wurden neue Stahlseile angebracht. Nachdem die alten Aufhängungskabel geschnitten wurden, blieben sie an Ort und Stelle. Am Pylonkopf des Systems 10 wurden bereits Anpassungen vorgenommen.

Für 2019 war eine Reparatur der Tragseile des eingestürzten Systems 9 geplant. Zum Zeitpunkt des Einsturzes liefen Ausschreibungen für die baulichen Maßnahmen. Es lässt sich nicht ohne Weiteres sagen: Das Polcevera-Viadukt war eine Dauerbaustelle. Nach Angaben seines Betreibers Autostrade per l'Italia, einem seit 1999 privatisierten Unternehmen, waren die Arbeiten an der Brücke im Zeitraum 2015-2018 (bis 14. August) 926 Tage lang im Gange, durchschnittlich an fünf von sieben Tagen pro Woche.

Libyens Brücke über das Wadi al-Kuf wurde 2017 aus Sicherheitsgründen komplett für den Verkehr gesperrt.

Fragwürdige Aussagen, fragwürdiges Gesetz

Die Katastrophe von Genua wurde sofort politisch instrumentalisiert. Innenminister Matteo Salvini von der Nordeuropaskeptiker-Liga warf der EU vor, notwendige Infrastrukturinvestitionen durch Spar- und Haushaltsvorgaben zurückzuhalten.¹Anzumerken ist, dass solche Äußerungen bereits getätigt wurden, als weder der Fehler noch der Ausfallmechanismus selbst feststanden: Die Anhörung hatte zum Zeitpunkt der Abfassung dieses Artikels, im Februar 2019, noch nicht einmal begonnen. Die Beweissicherung, für die die Empa konsultiert wird, hätte es am 15. Dezember 2018 abgeschlossen sein sollen. Doch laut Bernhard Elsener, Professor am Institut für Baustoffe der ETH Zürich und einer der drei Experten in der von der italienischen Staatsanwaltschaft angeordneten Untersuchung, bleibt die Beweissicherung bestehen wurde erheblich erweitert.²

So ist es kaum nachvollziehbar, warum Genuas Bürgermeister Marco Bucci, der auch zum Kommissar für den Wiederaufbau ernannt wurde, den Bürgern versprach, bis Ende 2019 über eine neue Brücke fahren zu können. Immerhin bekam der Kommissar dadurch einen großen Handlungsspielraum ein vom italienischen Parlament verabschiedetes Gesetz zur Bewältigung der negativen Folgen des Brückeneinsturzes: So kann etwa die Vergabe eines mehrere hundert Millionen Euro teuren Neubaus mehr oder weniger privat erfolgen; nicht-italienische Unternehmer sind praktisch ausgeschlossen. Für die Kosten muss der bisherige Betreiber Autostrade per l'Italia aufkommen, wobei noch nicht geklärt ist, ob und in welcher Höhe sie für den Unfall verantwortlich sind.

Neue Brücke in der Startaufstellung

Renzo Piano, ein berühmter 81-jähriger Architekt aus Genua, wollte seine Heimatstadt mit %%gallerylink:44181:seinem Entwurf für eine Stahlkastenbrücke%% stolz machen und kündigte an, auf sein Honorar zu verzichten. Im Dezember 2018 wurde er beauftragt, den Wiederaufbau der Brücke zu überwachen. Ein Konsortium aus drei Unternehmen wird das Projekt umsetzen. Auch der spanische Architekt Santiago Calatrava stellte drei Projekte für eine neue Brücke vor, jedoch ohne Erfolg.

Zumindest müßige Diskussionen darüber, ob die Brücke in Morandis Geist oder mit technischen Verbesserungen nach seinem Entwurf wieder aufgebaut werden soll, kommen nicht in Frage. Da das Polcevera-Viadukt und die dazugehörigen Brücken in Schwierigkeiten sind, wäre es eine Farce gewesen, ein altes und veraltetes System mit Bezug auf ein Kulturerbe nachzubauen. Schließlich muss ein Transportmittel sicher, funktional, wirtschaftlich und wartungsarm sein. Schließlich haben sich die Fahrzeuge, die ihn nutzen, im Laufe der Zeit verändert. Warum nicht auch die Gebäude sanieren, gerade wenn Ihre Technik nicht den Anforderungen entspricht?

Nachtrag:
Während dieser Artikel in Druck geht, erreichen die Nachrichten über die Ursache des Zusammenbruchs langsam die Öffentlichkeit. Die italienische Zeitung «Il secolo XIX» verweist auf den Empa-Bericht, dass Fremdkörper wie Jute und Sand in der Betonummantelung der Tragseile gefunden wurden. Der Bericht wurde am 11. Dezember 2018 fertiggestellt und an die italienischen Behörden übermittelt. Die Empa selbst ist im Moment noch zur Geheimhaltung verpflichtet. Ein Anwalt der Betreibergesellschaft (Autostrade per l'Italia) zweifelte jedoch die Übersetzung des Berichts an, der auf Deutsch verfasst war.

Richard Morandi

(1902-1989) war Pionier im Spannbetonbau. Der international tätige Bauingenieur hat vor allem zahlreiche Brückenbauwerke realisiert. Dabei nutzte er neue Techniken wie das vertikale Betonieren und Biegen der Halbbögen von Bogenbrücken (z. B. Paul-Sauer-Brücke, Südafrika 1956) oder die Ausführung von Tragseilen als Spannbetonelemente (Polcevera-Viadukt, Genua 1967; Teileinsturz 2018) . Aber auch außerhalb des Brückenbaus kamen seine Spannbetonkonstruktionen zum Einsatz, beispielsweise auf den Dächern des Flughafens Fiumicino in Rom (1970) oder im Pavillon Nr. 5 des Turiner Autosalons (1959). Zwischen 1959 und 1972 lehrte Morandi Brückenbau an den Universitäten Florenz und Rom.

Kommentare

1. „Wenn es europäische Beschränkungen gibt, die uns daran hindern, Geld zu spenden, um die Schulen zu schützen, in die unsere Kinder gehen, oder die Straßen, auf denen unsere Arbeiter unterwegs sind, werden wir die Sicherheit der Italiener an erste Stelle setzen.“ „Wenn es europäische Beschränkungen gibt, die uns daran hindern, die Sicherheit der Schulen auf diejenigen mit unseren Schuhen oder Karrieren umzukehren, durch die unsere Arbeiter zirkulieren, werden wir die italienische Sicherheit für alle im Auge behalten.») – Quelle: Twitter
2. E-Mail von Prof Bernhard Elsener an den Herausgeber vom 19.12.2018; die nächste Anhörung war für den 8. Februar 2019 angesetzt.