Sanierung Gotthard Strassentunnel – Airolo

Gotthard Strassentunnel: Ersatz der Wandplatten im Portalbereich Süd (Airolo)

Top12 und ACIGRIP® Nichtrostende Bewehrungsstähle für einen dauerhaften Korrisionsschutz

Die volkswirtschaftlichen Kosten durch instandsetzungsbedingte Sperrungen wichtiger Verkehrswege, wie dem Gotthardtunnel, sind immens. Planer, Bauherren und Betreiber von Infrastrukturbauten setzen deshalb auf dauerhafte Konstruktionen und Materialien, um die Instandsetzungsabstände hoch zu halten. Die Erneuerung der Wandplatten am Gotthard-Südportal ist ein anschauliches Beispiel für dauerhaftes Bauen.

Das Tunnelgewölbe ist im Fahrraum auf der ganzen Länge beidseitig durch vorgestellte Wandplatten verkleidet. Das Konzept der Beton-Wandplatten hat sich während der gesamten Betriebsdauer von über 28 Jahren, abgesehen von Korrosionsschäden, bewährt. Insbesondere bei Fahrzeugaufprall und Bränden haben die Elemente die Tragstruktur des Tunnels geschützt. Der Zustand der Wandplatten hat sich insbesondere im Portalbereich Süd in den letzten Jahren infolge der hohen Chloridbelastung stark verschlechtert. Ein kompletter Ersatz der Betonwandplatten auf dem ersten Kilometer vom Tunnelportal war auf beiden Tunnelseiten unabdinglich. Insgesamt waren in diesem Abschnitt 1018 Wandplatten zu ersetzen. Die vorfabrizierten, bewehrten Betonplatten sind unten in einer durchgehenden Nut des Betonsockels an der Aussenseite der Bankette gelagert, oben sind die Platten mit je zwei Cr-Ni-Mo-Halterungen im seitlichen Parament verankert. Die geringe Betonüberdeckung der alten Platten von 1cm konnte die zweilagige Bewehrung nicht ausreichend vor Korrosion schützen, was zahlreiche Abplatzungen zur Folge hatte. Die verlangte Nutzungsdauer für die Betonelemente und die Stahlabstützungen beträgt 50 Jahre. Messungen des Chloridprofils im ganzen Tunnel haben ergeben, dass insbesondere der erste Kilometer des Südportals stark durch Tausalz geschädigt ist. Das Nordportal ist hingegen durch den Vortunnel besser geschützt.

Massnahmen zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit

Die Dauerhaftigkeit wurde gegenüber den ursprünglichen Wandplatten durch folgende Massnahmen verbessert:

• Beton: verbesserte Betonqualität mit einem W/Z-Wert von 0.41–0.42, Zementgehalt 390kg/m3
• Hydrophobierung und Epoxibasierende Versiegelung (OS 2, Haftzugfestigkeit über 4 N/mm²)
• Bewehrung: Netzbewehrung aus legiertem Stahl: zwischen Portal und Tunnelmeter 250m (stark chloridbelastet): W. Nr. 1.4362 (ACIGRIP®362), zwischen 250m und 1000m vom Portal: Top12
• Die fahrraumseitige Betonüberdeckung wurde auf 3.0cm erhöht]

Cr-Ni-Mo-Halterungen im seitlichen Parament verankert.
Die geringe Betonüberdeckung der alten Platten von 1cm konnte
die zweilagige Bewehrung nicht ausreichend vor Korrosion schützen, was zahlreiche Abplatzungen zur Folge hatte. Die verlangte Nutzungsdauer für die Betonelemente und die Stahlabstützungen beträgt 50 Jahre. Messungen des Chloridprofils im ganzen Tunnel haben ergeben, dass insbesondere der erste Kilometer des Südportals stark durch Tausalz geschädigt ist. Das Nordportal ist hingegen durch den Vortunnel besser geschützt.

Das Interview

Welche Massnahmen wurden auf Armierungsseite getroffen, um die Lebensdauer der neuen Wandplatten zu erhöhen?

Chinotti: «Die Armierungsüberdeckung von bisher nominell 1cm wurde durch Änderung des Armierungskonzeptes auf 3cm erhöht, was für die agressive Tunnel-Umgebung immer noch wenig ist. Deshalb entschieden wir uns, nebst der Verwendung von nichtrostender Bewehrung zusätzlich eine Oberflächenbeschichtung aufzubringen, welche sich zudem leichter reinigen lässt.»

Warum wurden verschiedene Stahlqualitäten für die Bewehrung der Elemente gewählt?

Heimgartner: «Der stark Chlorid exponierte und frostgefährdete Portalbereich verlangt einen hochlegierten Bewehrungsstahl. Aus Kostengründen wurde im Übergangsbereich der Top12 als eine wirtschaftliche Lösung gewählt. Und noch weiter im Tunnel kann normaler B500 zum Einsatz kommen, da hier kaum Feuchtigkeit an den Wänden vorhanden ist.»

Wie trafen Sie Ihre Wahl auf Top12 respektive W. Nr. 1.4362?

Heimgartner: «Im Bereich nichtrostender Bewehrungsstähle liess ich mich von Ingenieuren der Debrunner Acifer beraten, dass die Legierungen für die vorherrschende Exposition geeignet sind.»

Was ist mit den Mehrkosten für den nichtrostenden Stahl? Rechnet sich diese Massnahme?

Chinotti: «Die Mehrkosten sind beträchtlich, betragen doch die Armierungskosten über 15% der gesamten Projektkosten. Als Tunnelmanager sehe ich jedoch nicht nur die jetzigen Investitionskosten, sonst hätten wir die Platten wie bisher konzipiert und nach ca. 25 Jahren wieder erneuert. Durch den Einsatz der nichtrostenden Bewehrungen erhoffen wir uns eine lange Nutzungsdauer von über 50 Jahren.»

Wozu wurden an den neuen Elementen Schilder angebracht?

Chinotti: «Diese dienen der eindeutigen Kennzeichnung der Platten. Jede Platte ist durchgehend nummeriert und sowohl mit dem Plattentyp, der eingelegten Armierung und der aufgebrachten Beschichtung gekennzeichnet. Wir werden den Zustand der Platten regelmässig kontrollieren und die Wirksamkeit der eingesetzten Produkte beurteilen.»

Welches waren die besonderen Herausforderungen bei der Durchführung des Projektes?

Chinotti: «Vor dem eigentlichen Projektstart für den Wandplattenersatz im Portalbereich Airolo wurde durch eine Projektgruppe das gesamte Wandplattensystem hinterfragt und sowohl verschiedene Konstruktionsvarianten wie auch unterschiedlichste Werkstoffe bezüglich der Anforderungen beurteilt. Dabei hat sich ein System, ähnlich zum bestehenden, jedoch mit verschiedenen Optimierungen im Werkstoffbereich, als am wirtschaftlich-technisch günstigsten erwiesen. Bei den effektiven Arbeiten im Tunnel hat
eine minutiöse Planung aller Abläufe bis zu jeder einzelnen Platte die Einhaltung der kurzen Fristen ermöglicht.»

Besten Dank für die angenehme Zusammenarbeit und Ihr Vertrauen in unsere Produkte.

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