Sanierung nach Maß

Die Laufenmühle rund 40 Kilometer östlich von Stuttgart ist eine Besonderheit: Das rund 100 Jahre alte Viadukt galt zur damaligen Zeit als Pionierleistung der Ingenieurskunst und ist heute wichtiger Bestandteil der Schwäbischen Waldbahn, die als historischer Dampfzug zwischen Rudersberg und Welzheim verkehrt und Touristen verzückt. Doch mittlerweile nagt an dem Bauwerk der Zahn der Zeit, es besteht dringender Instandsetzungsbedarf. „Wird die Brücke nicht saniert und einfach stehen gelassen, kann es sein, dass in fünf oder zehn Jahren Betonbrocken runterfallen“, sagt Prof. Dr. Andreas Gerdes vom Institut für funktionelle Grenzflächen am Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Die Instandsetzung des Viadukts ist das erste Projekt von Gerdes, das er als wissenschaftlicher Leiter des KIT-Innovation-Hub „Prävention im Bauwesen“ umsetzt. Ziel des Karlsruher Netzwerk ist es, KIT-Forscher, Planer und Kommunen sowie kleinere und mittlere Bauunternehmen zusammenzuführen. Ihr Ziel: neue Technologien auf dem Gebiet der Infrastruktur wie Straßen, Brücken, Wasser-, Strom-, Fernwärme- und Gasleitungen in die Praxis überführen. Insgesamt sieben thematisch sehr unterschiedliche Innovation Labs, an denen Helmholtz-Einrichtungen bundesweit beteiligt sind, fördert die Helmholtz-Gemeinschaft bis zum Jahr 2021 mit einer Gesamtsumme von zwölf Millionen Euro.

Der Einsatz des gemeinsam mit Partnern aus der Bauwirtschaft entwickelten Ansatzes macht bei der Sanierung der Laufenmühle, die bis Ende des Jahres abgeschlossen sein soll, vieles berechenbarer. So setzte Patitz vom gleichnamigen Ingenieurbüro Ultraschall und Bauradar ein, um bis in eine Tiefe von 70 Zentimetern in dem historischen Brückenbauwerk Schäden ausfindig zu machen. Die Ergebnisse zeigen, das Bauwerk ist nicht in einem so schlechten Zustand wie angenommen. Wenn im Frühjahr die Arbeiten am Viadukt beginnen, muss es nicht mit neuen Bögen aus Stahlbeton verstärkt werden, wie es Planer ursprünglich vorgesehen hatten. Stattdessen, so Gerdes, könnte man gezielt in die ausgewählten Bereiche Zementsuspensionen injizieren.

Hinzu kommt, dass das beteiligte Ingenieurbüro Rotenhöfer einen anderen Berechnungsansatz für die Belastung der Brücke wählten als bislang in der Praxis üblich. Sie kalkulierten, welche statischen Anforderungen notwendig sind, damit die Züge über die Brücke fahren können. „Erst danach haben wir mit den Ergebnissen weiterer Voruntersuchungen durch die IONYS AG, einer KIT-Ausgründung, die Stellen festgelegt, an denen wir einzelne Abschnitte des Viadukts ertüchtigen müssen“, erläutert Gerdes. Für sich seien diese Methoden nicht neu, sie fänden aber erstmals in dieser Kombination Anwendung im planerischen Alltag der Denkmalpflege, da man trotz des Bauwerksalters dort sonst oft nur nach modernen Regelwerken vorgehe. Insgesamt, so die Bilanz des Innovation-Hub, müssten lediglich 20 Prozent des Viadukts saniert werden.

Erfreuliche Nachrichten sind das für die Stadt Welzheim. „Für uns ist die Kooperation mit dem Innovation-Hub ein Glücksfall“, erklärt Reinhold Kasian, zuständig für die Wirtschaftsförderung der Kommune. Dank der Unterstützung durch den KIT Hub müsse die Stadt statt 2,9 Millionen voraussichtlich nur 2,2 Millionen Euro für die Sanierung auftreiben. Zudem werde der Eingriff in das Bauwerk denkmalschonend umgesetzt. „Das Viadukt wird auch in Zukunft so erhalten bleiben, wie man es seit mehr als 100 Jahren kennt“, sagt Kasian. Dies sei für die Region Schwäbischer Wald ein wichtiger Aspekt der Tourismusförderung, zumal der Dampfzug auch während der Bauarbeiten verkehren könne und damit kein wirtschaftlicher Nachteil entstehe. „Die Zusammenarbeit mit dem KIT gibt uns ein größeres Gefühl der Sicherheit, da wissenschaftliche Erkenntnis in das Projekt fließt, ohne dass die Forscher die Dinge schönrechnen“, sagt der Stadtvertreter.

Für den Hub-Koordinator Gerdes ist die Sanierung der Laufenmühle erst der Anfang, das Potenzial ist enorm. „Es gibt weltweit kein Innovation Lab zum Thema Infrastruktur, obwohl Experten den Markt dafür auf vier Billionen Euro beziffern“, sagt er. Noch wird das KIT-Innovation-Hub durch finanzielle Förderung der Helmholtz-Gemeinschaft unterstützt. Nach spätestens fünf Jahren jedoch soll es sich vollständig selbst finanzieren. Damit das gelingt, müssen vor allem die Bauherren vom Nutzen der neuen Innovationsprozesse überzeugt werden. Das nächste große Pilotprojekt steht bereits vor der Tür: Für die Gemeinde Malsch im Landkreis Karlsruhe soll das Innovation-Hub sämtliche geplante Infrastrukturinvestitionen auf Nachhaltigkeit überprüfen.

Gut zu Wissen

Innovation Labs sind physische oder virtuelle Räume, in denen der Austausch zwischen unterschiedlichen Akteuren (z.B. Industrie und Wissenschaft) im Mittelpunkt steht.

In den "Helmholtz Innovation Labs" sollen Wissenschaftler mit Partnern aus der Wirtschaft gemeinsam forschen und entwickeln.

Im April 2016 sind sieben Projekte aus den insgesamt 27 Einreichungen für die „Helmholtz Innovation Labs“ als Gewinner hervorgegangen. Sie werden vorläufig für drei Jahre finanziert und haben bei erfolgreicher Zwischenevaluierung die Möglichkeit auf eine weitere Förderung für zwei Jahre.

Mehr zu den Projekten und "Helmholtz Innovation Labs" lesen Sie hier .