Susanne Gmainer erarbeitete in ihrer Dissertation ein Klappverfahren, mit dem man große Brücken rasch und billig errichten kann. Sie erhält dafür den Fehrer-Preis der TU Wien.
Eine Brücke so zu planen, dass sie zuverlässig und stabil stehen bleibt, ist eine große ingenieurswissenschaftliche Leistung. Oft ist es allerdings noch komplizierter, eine passende Brückenbau-Methode zu entwickeln. Schließlich treten während des Bauprozesses ganz andere Kräfte und Belastungen auf als später beim fertigen Bauwerk. Susanne Gmainer gelang es an der TU Wien, in ihrer Dissertation ein Klappbrücken-Verfahren bis zur Marktreife zu bringen. Sie erhielt dafür nun den Dr. Ernst Fehrer-Preis.
Eine Brücke zum Aufklappen
Die Grundidee für das Klappbrücken-Verfahren kam von Gmainers Dissertations-Betreuer Prof. Johann Kollegger vom Institut für Tragkonstruktionen der TU Wien: Zunächst werden die Brücken-Pfeiler aufgestellt, an denen die tragenden Beton-Elemente anliegen. Aus dieser senkrechten Position werden die Bauteile dann in eine waagrechte Position hochgeklappt – die Brücke muss dann nur noch fertig ausbetoniert werden. „Der große Vorteil dieser Technik ist, dass sie kostengünstiger ist als andere Methoden. Außerdem kann die Brücke, wenn die Betonteile entsprechend vorbereitet sind, in sehr kurzer Zeit errichtet werden", sagt Susanne Gmainer. Andere Bauverfahren benötigen Lehrgerüste, die für die Aufbauphase errichtet und am Ende wieder abgebaut werden. Beim Klappverfahren kann man darauf verzichten, was besonders in Naturschutzgebieten ein großer Vorteil ist.
Dr. Susanne Gmainer mit einem Modell der Klappbrücke
Von der Idee zum Produkt
Aus der Klappbrücken-Idee wurde in den letzten Jahren ein markttaugliches Konzept. Der Weg dorthin war freilich nicht einfach: "Eine ganze Reihe von technischen Problemen war zu lösen", sagt Susanne Gmainer, "etwa die Frage, welche Gelenke man für den Klappvorgang verwenden muss." Die Belastungen der Brückengelenke wurden physikalisch berechnet und in Experimenten untersucht. Zwei Test-Modelle mit fünfzehn und siebzehn Metern Spannweite wurden gebaut, spezielle Tests wurden durchgeführt um die Belastungsfähigkeit und die Verformung der Gelenke zu messen.
"Wir konnten zeigen, dass man ganz einfache Wälzgelenke für unsere Zwecke einsetzen kann", sagt Susanne Gmainer. Die Gelenke müssen sich beim Ausklappen nur ein einziges Mal bewegen, danach bleiben sie fest. Technisch komplizierte Gelenkskonstruktionen machen sich daher nicht bezahlt.
Mit demselben Grundgedanken kann man allerdings auch Brücken bauen, die sich beliebig oft auf- und zuklappen lassen. Die Forschungsgruppe für Stahlbeton- und Massivbau entwickelte auch eine Klappbrückenvariante, die bei Bedarf fahrende Schiffe passieren lassen kann. "Das Besondere daran ist, dass der Klappvorgang mit sehr wenig Energie auskommt. Wir benötigen bloß eine solargetriebene Pumpe", erklärt Gmainer.
Heute ist das Brückenbaukonzept ausgereift und umsetzbar. Besonders für große, hohe Brückenbauten sollte die neue Baumethode ein spürbares Einsparungspotenzial bringen. "Es gibt bereits konkrete Pläne – wir hoffen natürlich, dass unsere Technik bald möglichst oft zu Einsatz kommt", sagt Prof. Johann Kollegger.
Susanne Gmainer
Susanne Gmainer wuchs in Wien auf und interessierte sich schon früh für Bauingenieurwesen: Bereits in ihrer Schulzeit an einer Höheren technischen Bundes-, Lehr- und Versuchsanstalt beschäftigte sie sich mit Hochbau. Während ihres Studiums an der TU Wien verbrachte sie auch ein Jahr an der KTH Stockholm. In ihrer Diplomarbeit begann sie, sich mit dem Brückenklappverfahren zu beschäftigen, in ihrer Dissertation blieb sie diesem Thema treu. In den letzten zwei Jahren arbeitete sie an der TU Wien als Post-doc-Assistentin auch daran, die Klappbrückenkonzepte in die Praxis umzusetzen: An der Schnellstraße S7 sollen im Jahr 2013 vier Klappbrücken mit je 100 Metern Spannweite entstehen. Internationale Kontakte knüpfte Gmainer bei einem Forschungsaufenthalt an der TU Delft.
Demnächst wird sie von der TU Wien auf einen Posten in der Privatwirtschaft wechseln – als krönenden Abschluss ihrer wissenschaftlichen Tätigkeit erhält sie nun den Dr. Ernst Fehrer Preis.
Dr. Ernst Fehrer-Preis für angewandte Forschung
Am Mittwoch, dem 5. Dezember 2012 wird Dr. Susanne Gmainer vom Rektorat der TU Wien mit dem Dr. Ernst Fehrer-Preis ausgezeichnet. Dieser Preis wurde von Dr. Rosemarie Fehrer gestiftet, der Witwe des Erfinders und Industriellen Dr. Ernst Fehrer. Der Preis wird jährlich für besondere technische Forschungsleistungen mit praktischer Anwendbarkeit vergeben. Überreicht wird er in diesem Jahr von der Stifterin persönlich, in Anwesenheit der Familie Fehrer. Im Video eines von Susanne Gmainers Projekten: Die immer wieder auf- und zuklappbare Brücke, die Schiffe passieren lässt – technisch eng verwandt mit dem Brückenklappverfahren, das in erster Linie als Brückenbaumethode konzipiert ist.